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Les cailloux du ciel : comètes, astéroïdes et météorites
5/03/2012
Le 27 janvier 2012 selon la NASA, un astéroïde géocroiseur de la taille d’un bus nommé 2012 BX34 aurait évité de peu la collision avec la Terre, passant au plus près à une distance de 60 000 km, une fois et demi le diamètre de notre planète, autant dire rien à l’échelle du système solaire.
Le 29 novembre 2011, c’est un astéroïde de 400 m de diamètre, 2005 YU55 qui passait à 320 000 km, soit à une distance inférieure à celle de la Lune. Une collision avec 2005 YU fonçant à 17 km/s aurait provoqué un cataclysme d’une ampleur sans précédent à l’échelle humaine.
Étudions de plus près ces petits bolides de l’espace susceptibles de frôler la Terre ... où s’y arrêter.


Sommaire

1. Qui sont-ils ?

2. D’où viennent-ils ?

3. Que nous apportent-ils ?

4. Que faire contre ceux qui nous menacent ?

Pour en savoir plus

1. Qui sont-ils ?


Le système solaire est composé d’une étoile, de huit planètes et leurs satellites (Pluton est déclassé en planète naine depuis 2006), de poussières, de vide ... et de petits corps dont certains ont pour habitude de passer régulièrement dans les parages de la Terre. On distingue notamment :

Les comètes
Ce sont des conglomérats de glaces, poussières et roches de forme irrégulière et de dimension kilométrique tournant autour du Soleil sur une orbite très elliptique (« allongée »). Lorsque la comète se rapproche du soleil, la glace chauffe et se sublime (passe directement à l’état gazeux), produisant pour un observateur lointain la fameuse chevelure s’étirant toujours dans la direction opposée au soleil. Les comètes se sont formées avant les planètes du système solaire, il y a environ 4,5 milliards d’années.

Doc : La comète de Halley, 216.8 ko, 150x114

La comète de Halley (passage 1910)

Image Wikimedia Commons

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La plus connue est la fameuse comète de Halley, rendant visite à la Terre tous les 76 ans. Elle est nommée ainsi en l’honneur du scientifique Edmund Halley (1646-1742) qui avait calculé et prédit en 1705 son passage de 1758 (qu’il ne vit pas de son vivant).

Les astéroïdes
Les astéroïdes sont des corps célestes formés de roches ou de métal en orbite autour du soleil. En général de forme irrégulière, ils ne dépassent pas quelques centaines de kilomètres.

Les géocroiseurs ou NEO (Near Earth Ojects
Ce sont des astéroïdes ou comètes ayant des orbites dont le point le plus proche du Soleil (nommé périhélie) est inférieur à 1.3 UA (1 UA = 1 unité astronomique = distance Terre Soleil = 150 millions de km). Ils sont susceptibles d’approcher ou de croiser, pour certains d’entre eux, l’orbite de la Terre autour du Soleil.

Les météorites
Astéroïdes ou noyaux de comète considérés pendant ou après la chute sur une planète, et notamment la Terre. Les météorites trouvés sur Terre se répartissent en trois familles : les pierres (94,4 %), les fers (4,5 %), les mixtes (1,1 %). A ne pas confondre avec le météore, phénomène lumineux résultant de la traversée de l’atmosphère terrestre par une météorite. Le météorite considéré avant sa rentrée dans l’atmosphère terrestre est parfois nommé météoride.

1. D’où viennent-ils ?


Les météorites, filles de NEO.
La très grande majorité des météorites identifiées sur Terre sont des astéroïdes ou noyaux cométaires entrés en collision avec notre planète : en 2009, on en comptait 35 920, le reste proviendrait de la Lune (124) et Mars (80). Des fragments lunaires ou martiens arrachés justement lors de collisions avec des météorites et finalement captés par l’attraction terrestre. Les météorites sont par définition des NEO ayant fini par approcher la Terre de trop près.

Les NEO.

Ils sont originaires de zones "réservoir" (voir ci-dessous)d’où ils sont expulsés par certains phénomènes : influence gravitationnelle d’une planète (Jupiter ), collision avec d’autres petits corps célestes.

Les comètes .
On estime aujourd’hui que la plupart des comètes proviendrait d’une région située entre 1 500 et 3 500 UA du Soleil, appelée nuage de Oort, du nom de l’astrophysicien néerlandais ayant déduit en 1950 son existence de calculs d’orbites de comètes connues. Ce nuage contiendrait de 1 000 à 2 000 milliards de corps gelés candidats au rôle de comète.

Doc : Ceinture de Kuiper,, 94.2 ko, 150x129

Ceinture de Kuiper, nuage d’Oort

Image Wikimedia Commons (image cliquable)

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On soupçonne aussi la présence d’un second réservoir de comètes à courte période, plus proche, au-delà de Neptune, entre 30 et 55 UA : la ceinture de Kuiper (du nom de l’astrophysicien américain ayant fait l’hypothèse de cette concentration au-delà de Neptune).

Les astéroïdes .
Les astéroïdes du système solaire sont localisés dans une zone située entre Mars et Jupiter nommée la Ceinture d’astéroïdes. Cette région est une relique du Système solaire primitif. Alors que les planètes se formaient par accrétion, la région comprise entre Mars et Jupiter a subi les effets des résonances orbitales produites par la planète géante gazeuse, ce qui a limité les phénomènes d’accrétion, empêchant la formation d’une planète sur cette orbite.

3. Que nous apportent-ils ?


La vie

Porteurs d’eau.
Plusieurs études récentes tendent à prouver que l’eau de la Terre n’est pas originaire de notre planète. Il y a 4,5 milliards d’années, cette dernière s’est formée à partir d’un nuage de gaz, de poussières et d’eau sous forme de vapeur proche du Soleil. Cette vapeur d’eau n’a pas pu être intégrée à ce moment. Elle serait arrivée sous forme de glace 30 millions d’années plus tard, bombardée sans cesse par des météorites et des comètes formées plus loin du Soleil dans des régions propices à la présence d’eau sous forme solide.
Messagers de la vie.
En 1996, la Nasa affirmait que la météorite martienne ALH 84001 (morceau de Mars tombé sur Terre il y a 13 000 ans) contenait des traces de vie. Cette analyse, très contestée depuis, a eu le mérite de lancer le débat sur une possible « contamination » de la Terre par des micro-organismes présents à l’intérieur des météorites et résistant au choc avec notre planète. Ainsi, nous viendrions peut-être de l’espace. Image séduisante ... mais tout reste encore à prouver.

La mort .
Depuis les années 1990, les études scientifiques (et les films catastrophes !) annoncent le pire en cas de collision avec un bolide de l’espace de taille conséquente (de l’ordre de la dizaine de kilomètres de diamètre). C’est sans doute déjà arrivé par le passé.

On sait que les dinosaures ont assez brutalement disparu, il y a 65 millions d’années, entre le Crétacé et le Tertiaire. Cette limite Crétacé-Tertiaire (limite K-T) se retrouve aux niveaux des couches géologiques.
Le géologue américain Walter Alvarez ayant analysé cette couche K-T constate une caractéristique homogène au niveau mondial : une forte teneur en iridium, métal très rare à l’état naturel sur Terre mais présent dans les météorites. En 1980, Walter Alvarez et son père Luis émettent la théorie désormais célèbre de la provenance extraterrestre de l’iridium, au cours de la chute d’une météorite géante, cataclysme mondial entraînant entre autre la disparition des dinosaures.

Doc : Fin du monde des (...), 60.5 ko, 150x84

Fin du monde des dinosaures

Image Wikimedia Commons

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Des chercheurs localisent plus tard la trace d’un cratère gigantesque (170 km de diamètre) dans le golfe du Mexique, dans la presqu’ile du Yucatan à Chicxulub, datant de la même époque. Ce cratère aurait été provoqué par la chute d’un météorite de 10 km de diamètre, vaporisant instantanément 20 km3 de roches, provoquant séismes, raz-de-marée, dégageant une chaleur enflammant la végétation mondiale, et envoyant en orbite une quantité énorme de matériaux bloquant pour une longue période les rayons du Soleil. La Terre se trouve plongée dans un noir et un hiver terrible bloquant pour un temps la photosynthèse des plantes : bref, la fin d’un monde, celui des dinosaures.
L’hypothèse de Walter et Luis Alvarez est l’une des plus plausibles pour expliquer la disparition des dinosaures, il y a 65 millions d’années.

Petite modélisation d’impact de fin du monde pour se faire peur (diamètre du météorite : 500 km) : .

3. Que faire contre ceux qui nous menacent ?


Surveiller .
La première précaution à prendre s’impose comme une évidence : surveiller tous les petits corps de l’espace pour repérer au plus tôt ceux potentiellement dangereux. En 1990, le Congrès américain confie à la NASA un rôle de surveillance des astéroïdes potentiellement dangereux.
Tout le monde peut voir l’avancée du travail de la Nasa sur le site Near-Earth Objects Program. En 1996 est crée la Spaceguard Fondation, une organisation internationale chargée de coordonner l’observation des géocroiseurs (tous les détails de cette organisation ce document de l’ONU).
En 2005 le Congrès a confié à la NASA la tache de découvrir d’ici 2020 90 % des objets de plus de 140 m pouvant passer à proximité de la Terre. Sur le site Near-Earth Objects Program de la Nasa, le graphique suivant donne pour 2011 les résultats cumulés : plus de 8 000 astéroïdes NEO repérés dont un petit millier d’un diamètre au moins égal au kilomètre.

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Site NEOP de la NASA

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On estime à 20 000 le nombre de petits corps célestes pouvant éventuellement menacer la Terre. Et dans l’hypothèse où la collision avec un astéroïde ou un noyau cométaire de taille importante est certifiée et déterminée à l’avance, que faire ?

Intervenir

Quelques scénarios ont été développés à ce jour pour se protéger d’un astéroïdes ou noyau cométaire menaçant :

Le lancement d’une ogive nucléaire (ou plusieurs). Mais cette solution n’est plus envisagée Les conséquences d’une telle explosion ne sont pas maitrisées. L’astéroïde pourrait être scindé en plusieurs fragments encore plus dangereux non déviés, sans parler de ses retombées radioactives.

Faire dévier l’objet de sa course folle. Les moyens envisagés sont multiples :

-  impact d’un vaisseau automatique lourd ;

-  pour les comètes, protection d’une partie de la surface des rayons solaire par une bâche pour entraîner une sublimation partielle et modifier la répartition de la masse ;

-  satellisation d’un vaisseau automatique modifiant la masse par l’ajout d’un corps en orbite ;

-  installation d’un moteur propulsif directement sur le bolide.

Mais toutes ces techniques de déviations dépendent de nombreux facteurs : le temps dont on dispose, la masse ; la composition de l’objet, sa structure interne. Et tous ces projets non testés à ce jour restent du domaine de la science-fiction. Heureusement !

Prier ... et faire confiance aux statistiques

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Ce tableau résume les probabilités de collisions de géocroiseurs suivant leur taille, le point d’impact (location of break-up) situé dans l’atmosphère pour les plus petits, et l’étendue de la zone concernée.
On voit qu’une météorite de 10 km de diamètre, de la taille de celle qui a peut être amené la disparition des dinosaures il y a 65 millons d’années nous rend visite selon toute probabilité tous les 100 millions d’années.
Par contre, la probabilité de voir une météorite de 100 mètres se désintégrant à 10 km au dessus de son jardin, est estimée à une fois par centaine d’années. La dernière de cet ordre de grandeur se serait désintégrée selon toute vraisemblance en au dessus de la rivière Toungunska en Sibérie et a couché touts les arbres dans un rayon de 20 km, causant des dégâts dans un rayon de 100 km, heureusement dans une région inhabitée.
C’était en 1908.

Pour en savoir plus

ouvrages
Daniel Benest, Claude Froeschlé. Astéroïdes, météorites et poussières interplanétaires. ESKA, 1999.

Matieu Gounelle. Les météorites. PUF, 2009.

Christian Koeberl. Ces bolides cosmiques qui nous menacent. EDP Sciences, 2003.

Films documentaires
Jean-Marie Migaud. Impacts. Éd. Montparnasse, 2002.

Christophe Gombert, Luc Ronat. Les cratères des sables. CNRS, 2005.

Articles de périodiques
Émilie Martin. Une averse de comètes à l’origine des océans. In : Ciel & Espace, décembre 2011, pp. 10-15.

La menace des astéroïdes bien cernée. In : Ciel & Espace, décembre 2011, pp.18-19.

Marcello Fulchignoni. Les astéroïdes géocroiseurs sont-ils une vraie menace ? In : L’astronomie, février 2008, pp.8-15.

Cyrille Baudouin. D’ici à 500 000 ans, un astéroïde plongera la Terre dans la nuit. In : Science & vie, octobre 2007, pp. 66-73.



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