Et si les chondres avaient finalement été formés lors de collisions entre planétésimaux ?

Les chondres sont des petites sphères silicatées (de taille inférieure au millimètre) qui représentent le constituant principal des météorites primitives (chondrites). L’origine de ces objets emblématiques reste encore aujourd’hui largement sujette à débat.
On considère généralement qu’au moment de la formation du Soleil à partir d’un disque d’accrétion, des poussière formant ce disque ont subit des processus rapides de fusion/cristallisation pour donner les chondres. Dans cette vision, les chondres sont donc une des briques de base qui vont s’agglomérer pour former les premiers petits corps, les planétésimaux, dont les astéroïdes présents aujourd’hui entre Mars et Jupiter sont des témoins.

Dans un article publié dans Science Advances, des chercheurs du Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques de Nancy (CRPG), de l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), de l’Université d’Hokkaido à Sapporo et de l’Observatoire de la Côte d’Azur à Nice, montrent pour la première fois que certains chondres riches en magnétites sont le résultat de collisions entre planétésimaux et non pas de la fusion de la poussière micrométrique présente dans le gaz du disque d’accrétion. Ce résultat offre une nouvelle perspective sur la question de l’origine des chondres et, au delà, remet en question l’origine des premiers planétésimaux qui étaient supposés provenir de l’accrétion de chondrites, et donc des chondres.

La magnétite est un oxyde de fer qui a toujours été interprété comme un produit secondaire de l’oxydation du fer métal lors de circulations de fluides à basse température (< 100°C) dans les planétésimaux. Cette étude démontre que certaines magnétites, jusque là ignorées, sont en réalité des minéraux magmatiques, contemporains de la formation des chondres, et formés à haute température (> 1400°C) via la cristallisation de liquides soufrés riches en oxygène. La présence de magnétites magmatiques nécessite des conditions particulières caractérisées par des environnements très oxydants avec une pression partielle d’oxygène supérieure d’au moins huit ordres de grandeur à celle présente dans un gaz de composition solaire. À aucun endroit dans le disque d’accrétion des conditions aussi oxydantes ne sont possibles. Cela ne peut s’envisager que dans des panaches transitoires de gaz et de débris résultant de collisions entre des planétésimaux où une grande quantité de silicates est évaporée, apportant ainsi au gaz de l’oxygène, entre autres éléments chimiques.

Les chondres ayant des magnétiques magmatiques sont donc des sous-produits de collisions entre planétésimaux. Leurs compositions isotopiques de l’oxygène apportent une autre information clef : elles indiquent la présence d’eau appauvrie en 16O, une caractéristique isotopique que l’on pense portée par des corps glacés provenant des zones externes et froides du système solaire. Ces chondres indiquent donc l’existence de transferts de planétésimaux entre les zones internes et externes du disque d’accrétion, en accord avec des modèles récents de la dynamique du disque. Ils sont aussi la preuve que des planétésimaux étaient présents dans le disque dès le début de son histoire.

Réf : Early scattering of the solar protoplanetary disk recorded in meteoritic chondrules. Yves Marrocchi¹, Marc Chaussidon², Laurette Piani³ & Guy Libourel⁴. Science Advances. 2, e1601001 (2016).


¹CRPG, CNRS, Université de Lorraine, UMR 7358, Vandoeuvre-lès-Nancy, 54501, France

²Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Université Sorbonne‐Paris‐Cité, CNRS UMR 7154 Paris France

³Department of Natural History Sciences, Hokkaido University, Sapporo 060-0810, Japan

⁴Observatoire de la Côte d’Azur, CS 34229, 06304 Nice, France