FRIPON ouvre la chasse aux météorites

Le mardi 31 mai 2016 marque le lancement officiel de FRIPON, un réseau connecté, unique au monde, de recherche de météorites.

Les météorites sont des roches extraterrestres qui parviennent à la surface de la Terre.

Le Muséum national d’Histoire naturelle possède l’une des plus importantes collections de météorites au monde(près de 4 000 échantillons).

Parmi elles, celle d’Ensisheim tombée sur le sol alsacien en novembre 1492, ou quelques fragments de Tcheliabinsk, qui a atterri en Russie en février 2013.

10 à 20 grosses météorites tombent en France chaque année. Pourtant, une seule est retrouvée tous les 10 ans, contre une tous les 2 ans au XIXème siècle

Qui est FRIPON ?

 FRIPON: Fireball Recovery Inter Planetary Observation Network

« Il permet de détecter en temps réel, les objets sous
plusieurs angles et ainsi de calculer leurs trajectoires en 3D, leur vitesse et
leur point d’impact éventuel avec une précision de l’ordre de quelques
centaines de mètres », précise François Colas, astronome, responsable du
projet FRIPON à l’Observatoire de Paris, au sein de l’Institut de mécanique
céleste et de calcul des éphémérides.

FRIPON est une communauté entre scientifiques et grand public autour de la recherche de météorites au sol.

FRIPON: une centaine de caméras
Ces caméras sont réparties sur 22 régions de France. Leur objectif est de détecter l’entrée dans l’atmosphère de gros bolides (environ 10 par an) sous différents angles afin de recalculer leur trajectoire en trois dimensions et de prédire leur point de chute.

Fripon: caméra du Pic du Midi

Fripon: caméra du Pic du Midi/ source CNRS

Des bénévoles pour retrouver des fragments de météorites….

« On a besoin de monde pour retrouver les météorites le plus vite possible », affirme le scientifique François Colas . « On aimerait réunir une cinquantaine de personnes pour qu’en quelques jours, une semaine maximum, on puisse regarder l’ensemble de la zone de chute », précise-t-il.

Vous pouvez partager cette aventure avec le public via le projet Vigie Ciel

Télécharger le communiqué du CNRS: W10274483F W10274483F

http://www.dailymotion.com/video/x28jb3u.

De l’oxygène dans le noyau de la Terre

D’après les travaux expérimentaux et de modélisation réalisés par une équipe internationale de chercheurs, la Terre se serait formée par accrétion  et différenciée dans un environnement plus riche en oxygène qu’on ne le pensait, et plus oxydé que ne l’est le manteau actuel.

Cette équipe internationale  comprend des chercheurs de l’Institut de physique du globe de Paris, de l’École polytechnique fédérale de Lausanne, de l’University College London, et du Lawrence Livermore National Laboratory .

L’oxygène manquant aujourd’hui dans le manteau terrestre, aurait été entrainé par le fer en fusion vers le centre du globe, lors de la formation du noyau. Cette étude a été publiée dans la revue PNAS du 6 octobre 2015.

Quelques rappels sur la formation de la Terre

L’accrétion de la Terre il y a 4.55Ga a tout de suite été suivie par une différenciation, c’est à dire une structuration en différentes enveloppes de propriétés physico-chimiques bien distinctes.

L’intérieur de la Terre est constitué de couches superposées, qui se distinguent par leur état solide, liquide…
Comment le savons-nous ?
Les sismologues Mohorovicic (en 1909), Gutenberg(en 1912) et Lehmann (en 1936) ont réussi à déterminer l’état et la densité des couches par l’étude du comportement des ondes sismiques lors des tremblements de Terre (La vitesse de propagation des ondes sismiques est différente selon la densité de la matière).
La variation de la vitesse des ondes sismiques permet donc de distinguer les différentes couches terrestres, en particulier la lithosphère rigide et l’asthénosphère qui l’est moins.
-Voir le lien Ondes sismiques et structure de la terre

terre noyau

La croûte et le manteau supérieur forment un ensemble rigide : la lithosphère (plaque tectonique).
En dessous, l’asthénosphère est une partie du manteau moins rigide sur laquelle glisse la lithosphère.

Le noyau terrestre s’est formé lors de la formation de la Terre par accrétion il y a 4.56 milliards d’années.

Un peu d’histoire:

• 1906 – Découverte du noyau liquide par Oldham
• 1936 – Découverte de la graine par Inge Lehmann
• 1940 – Birch suggère que la graine est solide et
correspond à la solidification du fer
• 1950-51 – Bullen suggère que si la graine est solide
on devrait observer des ondes du type PKJKP
• 1970 – Confirmation de la solidité de la graine par
la mesure de fréquences de modes propres
(Dziewonski et Gilbert)
• 1986 -Découverte de l’anisotropie sismique de la
graine

source Barbara Romanowicz – Cours 2011
-Chaire de Physique de l’Intérieur de la Terre
Collège de Francet

Des précisions sur la composition du noyau de la Terre:

  • Les travaux de Birch sur la composition du noyau terrestre
    Birch a découvert il y a plus de 50 ans que le noyau était plus léger que le fer pur.

BirchLa loi de Birch qui établit une relation entre la densité des roches et la vitesse des ondes sismiques montre que le noyau est moins dense qu’un pur alliage Fe-Ni et doit contenir des éléments légers.
Il démontre en 1952 que le manteau est composé de silicates, le noyau externe, de fer liquide et la graine, de fer cristallin (Birch,1952, JGR).
Il Confirme en 1961 que la densité du noyau est ~10% plus faible que celle du fer aux P et T du noyau

Francis Birch – 1903-1992

  • Quels étaient ces éléments légers entrant dans la composition du noyau ?
    Dans les années 60, Ringwood a montré que le manteau était déficitaire en éléments sidérophiles, c’est-à-dire en éléments chimiques qui aiment s’allier au fer. Il en a déduit que ce déficit était l’empreinte de la formation du noyau sur la géochimie du manteau.
  • Depuis, les scientifiques essaient de trouver les modèles de formation de noyau qui expliquent ces appauvrissements chimiques du manteau.
  1. Lors d’une étude antérieure, cette équipe de chercheurs avait pu calculer (par simulation de dynamique moléculaire ab initio) les densités et vitesses de propagations d’ondes dans le noyau métallique fondu en fonction de sa teneur en éléments légers.
  2. Un nouveau pas vient d’être franchi afin de trouver les conditions de genèse du noyau.
    Des expériences en cellule à enclumes en diamants chauffée par laser ont permis de soumettre un mélange d’un liquide silicaté et d’un liquide métallique (représentatifs respectivement du manteau primitif et du noyau terrestre) aux conditions extrêmes de pressions et températures régnant dans les intérieurs planétaires et plus particulièrement dans le manteau terrestre primitif en fusion (océan de magma).
  3. Les analyses réalisées après récupération des échantillons avec les techniques analytiques les plus fines (microscopie à faisceau d’ions focalisés, microscopie à balayage par canon à effet de champs, microsonde haute résolution) ont permis de quantifier le partage des éléments traces sidérophiles entre métal et silicate. Le noyau contiendrait donc en plus du fer et du nickel, majoritairement de l’oxygène, et du silicium .

Comment le noyau de la Terre s’est-il formé?

En combinant les deux approches et en ne gardant que les modèles de formation et de composition du noyau qui satisfont à la fois la géochimie et la géophysique, les auteurs concluent que le noyau s’est formé à partir d’un « océan de magma », la partie externe du manteau qui était totalement fondue. Cet océan était profond d’environ 1500 km et très chaud (4000 °C), mais surtout plus oxydé que le manteau actuel. Ceci va à l’encontre du modèle accepté à ce jour qui préconise un manteau très réduit.

Les conclusions de cette étude

L’étude conclut que l’oxygène « en trop » se serait dissout dans le noyau, qui contient donc en plus du fer et du nickel, majoritairement de l’oxygène, et du silicium. Un noyau enrichi en oxygène et relativement pauvre en silicium constitue le meilleur candidat pour satisfaire les deux observations géochimiques et géophysiques simultanément.

Conférence de James Badro organisée par le Bureau des longitudes (Académie des Sciences) et le département de géosciences de l’ENS

Image de prévisualisation YouTube

source  partielle de l’article: CNRS

Un scénario pour réconcilier la Terre et ses origines

Un scénario pour réconcilier la Terre et ses origines

© Asmaa Boujibar Collision d'un corps rocheux avec la Terre primitive, conduisant à la pulvérisation de croûte terrestre.

© Asmaa Boujibar
Collision d’un corps rocheux avec la Terre primitive, conduisant à la pulvérisation de croûte terrestre.

C’est une vieille énigme que des chercheurs du CNRS et de l’Université Blaise Pascal pensent avoir enfin résolue. Les scientifiques butaient sur des différences de composition chimique entre notre planète et une classe de météorites primitives, les chondrites à enstatite, considérées comme des reliques du matériel primordial ayant formé la Terre. En s’appuyant sur des expériences en laboratoire et sur des modélisations, cette équipe propose pour la première fois un scénario complet qui rend compte de ces différences : les collisions qui ont construit la Terre l’ont aussi amputée à répétition d’une fraction de sa masse, faisant évoluer sa composition chimique. Ces travaux sont publiés le 23 septembre 2015 dans la revue Nature Communications.

Comme toutes les planètes du système solaire, la Terre s’est formée par accrétion, c’est-à-dire par l’agglomération progressive de matériaux sous l’effet de la gravitation. La désintégration radioactive précoce et les impacts provoqués par la chute de ces matériaux sur la planète en formation ont généré sa fusion jusqu’à des profondeurs assez importantes pour permettre la ségrégation d’un noyau riche en fer, surmonté d’un manteau rocheux et d’une croûte. Aujourd’hui, les échantillons terrestres auxquels nous avons accès se réduisent à la croûte et à quelques fragments de manteau portés à la surface au hasard des mouvements convectifs. La composition chimique globale de notre planète reste méconnue et il faut donc utiliser des indices indirects (comme la densité des couches successives, déduite de la propagation des ondes sismiques), complétés par l’étude des météorites….

voir l’article du CNRS en entier:Comme toutes les planètes du système solaire

Rosetta: l’eau sur Terre ne vient pas de Tchouri

Mission Rosetta:Les résultats des premières mesures de l’instrument ROSINA ne valident pas l’hypothèse de l’origine cométaire de l’eau sur Terre

ROSINA?
ROSINA: Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis.

Rosetta_Philae

@CNES Rosetta_Philae

« ROSINA est constitué d’un spectromètre de masse à focalisation double, d’un spectromètre de masse à temps de vol de type réflectron et de 2 jauges de pression. ROSINA déterminera la composition moléculaire, élémentaire et isotopique du matériau volatile de la coma ainsi que la densité, la vitesse et la température du gaz cométaire ». source CNES

The_Rosetta_Orbiter_Spectrometer_for_Ion_and_Neutral_Analysis_small

@ESA Rosina

Les résultats sont en désaccord avec les hypothèses qui attribuent une origine cométaire à l’eau présente dans l’atmosphère et les océans terrestres.

Le rapport D/H  est de 5,3 ±0,7 10-4  pour tchouri alors que sa valeur pour la Terre est 1,55 10-4.

 » Les premières mesures de l’instrument ROSINA de la mission Rosetta révèlent que le rapport Deutérium/Hydrogène (ou D/H) de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko est fortement enrichi en deutérium.

Ces résultats sont en désaccord avec les hypothèses qui attribuent une origine cométaire à l’eau présente dans l’atmosphère et les océans terrestres. Ils indiquent également que les comètes de la famille de 67P ne sont pas originaires d’une unique région, la ceinture de Kuiper : certaines pourraient provenir du nuage de Oort.

Cette étude internationale, à laquelle participent des laboratoires rattachés au CNRS, à l’université Toulouse III–Paul Sabatier, à l’UPMC, à l’UVSQ, à l’université d’Orléans, à l’université de Lorraine et à l’université de Franche-Comté, avec le soutien du CNES, est publiée dans Science Express le 10 décembre 2014.

Nés il y a 4,55 milliards d’années, les différents corps qui composent le Système solaire – Terre, planètes, astéroïdes et comètes – ont, au départ, été formés à partir du même nuage de gaz et de poussière : la nébuleuse protosolaire.

À partir de cette origine commune, ils ont évolué différemment en fonction de leur orbite, et donc de leur exposition au rayonnement solaire. Très éloignées du Soleil pendant l’essentiel de leur vie, les comètes n’ont pratiquement pas évolué et constituent les témoins privilégiés des conditions qui prédominaient lors de la naissance du Système solaire.

Les compositions isotopiques de leurs principaux constituants sont donc susceptibles de fournir des informations uniques pour décrire les conditions et les processus de la formation du Système solaire, et notamment l’origine de l’eau sur Terre… voir la suite du communiqué de Presse: Rosina

Vous pouvez consulter mon article, très complet,  sur la mission Rosetta ici