ALS - Magazine 1 - Décembre 2009

Article > Système solaire 18 / ALS Mag La particularité des travaux menés au sein de la Fédération de Recherche EST (voir encadré ci-dessous) tient au fait que Nancy est le seul endroit en France, et un des très rares endroits de par le monde, où des études de pétrologie expérimentale, de minéralogie et de géochimie isotopique sont menées en étroite association sur le matériel extraterrestre. Les laboratoires de la Fédération de Recherche EST ont un potentiel unique sur le plan analytique encore renforcé par l’installation en novembre 2009 au Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques du prototype d’une nouvelle sonde ionique. Cette nouvelle sonde devrait permettre d’atteindre des précisions inégalées dans la mesure des compositions isotopiques à l’échelle micrométrique (Fig 1). Ce potentiel analytique et expérimental a très peu d’équivalents de par le monde : on peut citer par exemple l’université de Chicago, le Californian Institute of Technology (Caltech à Los Angeles) ou l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA). Les origines du système solaire La fédération de recherche EST Eau-Sols-Terre, trois lettres pour cette fédération de recherche qui regroupe les laboratoires nancéiens de sciences de la Terre rattachés au CNRS et à Nancy Université. (site web de le fédération EST : http://eau.sol.terre.free.fr/ ) La Fédération a retenu six thèmes de recherche dont l’un consacré aux « origines ». Le cadre de ces recherches est celui de la formation du système solaire il y a 4,6 milliards d’années, comme nous l’indiquent les âges les plus anciens calculés à partir des compositions isotopiques mesurées dans les météorites. L’essentiel des travaux scientifiques réalisés autour de ce thème ces dernières années l’a été au Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques (CRPG), au laboratoire Géologie et Gestion des Ressources Minérales et Energétiques (G2R) au Laboratoire des Interactions Microorganismes–Minéraux– Matière organique (LIMOS) et au Laboratoire Evironnement et Minéralurgie (LEM). La problématique scientifique générale est d’étudier les premiers temps de la formation du système solaire et de l’évolution des planètes telluriques, que ce soit la Terre ou Mars. La formation du système solaire, c’est-à-dire celle du Soleil et de tous les objets (planètes telluriques, planètes géantes gazeuses, astéroïdes, comètes) qui l’entourent, se produit à partir d’un mélange de gaz et de poussières (la nébuleuse solaire) qui s’organise sous forme d’un disque en rotation (le disque d’accrétion) autour du Soleil en formation. La trace de ce disque, à partir duquel le Soleil se construit par accrétion, est le plan de l’écliptique dans lequel toutes les planètes sont aujourd’hui en rotation autour du Soleil. Dans ce schéma général qui avait été proposé dès le XVIIIème siècle par Emmanuel Kant et Pierre Simon Laplace, beaucoup de questions se posent. Certaines de ces questions sont maintenant à notre portée grâce à l’avancée conjointe des observations astrophysiques des étoiles jeunes analogues au Soleil et à celle de l’analyse de plus en plus précise des roches extraterrestres (météorites, roches lunaires, fragments cométaires, vent solaire, poussière interplanétaire). Ce dernier domaine est celui dans lequel les laboratoires nancéiens jouent un rôle très important au niveau national et international (Fig 2). Fig 1 : Photo de la sonde ionique Cameca ims 1270 du CRPG. Cet instrument, livré en 1996, est actuellement un des quatre instruments de ce type au monde (avec ceux de l’Université de Californie à Los Angelès, de l’Université du Wisconsin à Madison, et de l’Université d’Hokkaido à Sapporo) dédiés pour une grande partie de leur temps à l’analyse de la matière extraterrestre. Crédit : F. Demange Fig 2 : Photo en lumière polarisée transmise d’une lame mince de la météorite Meso-Maderas. Cette météorite est représentative des météorites les plus primitives, c’est à dire des première roches formées il y a 4,56 milliards d’années dans le disque d’accrétion autour du Soleil. Cette roche peut être considérée comme un sédiment formé avec tous les fragments solides qui étaient présents dans le disque. Parmi ces fragments un composant domine : les chondres qui sont ces billes de taille subcentimétrique contenant essentiellement des silicates cristallisés (olivine et/ou pyroxène) et du verre. La variabilité des textures visibles dans ces billes est comprise comme résultant de la variabilité de compositions des précurseurs et de la variabilité des conditions (température, temps, pression) dans lesquels ces précurseurs ont été fondus et trempés dans le gaz de la nébuleuse. Crédit : B. Zanda MNHN Paris Fig 1 Fig 2