Une grande partie de ce que les scientifiques savent sur le système solaire précoce proviennent de météorites – des roches anciens qui voyagent dans l'espace et survivent à un plongeon ardent dans l'atmosphère de la Terre. Parmi les météorites, un type – appelés chondrites carbonés – est le plus primitif et offre un aperçu unique des bases du système solaire.
Les chondrites carbonées sont riches en eau, carbone et composés organiques. Ils sont « hydratés », ce qui signifie qu'ils contiennent de l'eau liée dans les minéraux dans la roche. Les composants de l'eau sont verrouillés dans des structures cristallines. De nombreux chercheurs pensent que ces anciennes roches ont joué un rôle crucial dans la livraison de l'eau à la Terre au début.
Avant de frapper la Terre, les roches voyageant dans l'espace sont généralement appelées astéroïdes, météoroïdes ou comètes, selon leur taille et leur composition. Si un morceau de l'un de ces objets le fait jusqu'à la terre, il devient une «météorite».
De l'observation des astéroïdes avec des télescopes, les scientifiques savent que la plupart des astéroïdes ont des compositions carbonées riches en eau. Les modèles prédisent que la plupart des météorites – plus de la moitié – devraient également être carbonées. Mais moins de 4% de toutes les météorites trouvées sur Terre sont carbonées. Alors pourquoi y a-t-il un tel décalage?
Dans une étude publiée dans la revue Astronomie naturelle Le 14 avril 2025, mes collègues scientifiques planétaires et moi avons essayé de répondre à une question séculaire: où sont toutes les chondrites carbonées?
Missions d'échantillons de rendement
Le désir des scientifiques d'étudier ces anciennes roches a entraîné de récentes missions spatiales de retour d'échantillons. Les missions Hayabusa2 de la NASA et de Jaxa ont transformé ce que les chercheurs savent sur les astéroïdes primitifs riches en carbone.
Les météorites trouvées assises sur le sol sont exposées à la pluie, à la neige et aux plantes, ce qui peut les changer considérablement et rendre l'analyse plus difficile. Ainsi, la mission Osiris-Rex s'est aventurée dans l'astéroïde Bennu pour récupérer un échantillon inchangé. La récupération de cet échantillon a permis aux scientifiques d'examiner en détail la composition de l'astéroïde.
De même, le voyage de Hayabusa2 vers l'astéroïde Ryugu a fourni des échantillons vierges d'un autre astéroïde riche en eau.
Ensemble, ces missions ont permis aux scientifiques planétaires comme moi d'étudier des matériaux carbonés vierges et fragiles d'astéroïdes. Ces astéroïdes sont une fenêtre directe sur les éléments constitutifs de notre système solaire et les origines de la vie.
Le puzzle de chondrite carboné
Pendant longtemps, les scientifiques ont supposé que l'atmosphère de la Terre a filtré les débris carbonés.
Lorsqu'un objet frappe l'atmosphère de la Terre, il doit survivre à des pressions importantes et à des températures élevées. Les chondrites carbonées ont tendance à être plus faibles et plus friables que les autres météorites, de sorte que ces objets ne sont pas autant une chance.
Les météorites commencent généralement leur voyage lorsque deux astéroïdes entrent en collision. Ces collisions créent un tas de fragments de roche de la taille d'un centimètre à mètre. Ces miettes cosmiques traversent le système solaire et peuvent finalement tomber sur Terre. Lorsqu'ils sont plus petits qu'un mètre, les scientifiques les appellent des météoroïdes.
Les météoroïdes sont beaucoup trop petits pour que les chercheurs puissent le voir avec un télescope, à moins qu'ils ne soient sur le point de frapper la Terre, et les astronomes ont de la chance.
Mais il existe une autre façon dont les scientifiques peuvent étudier cette population et, à leur tour, comprendre pourquoi les météorites ont des compositions si différentes.
Réseaux d'observation des météores et des boules de feu
Notre équipe de recherche a utilisé l'atmosphère de la Terre comme détecteur.
La plupart des météoroïdes qui atteignent la Terre sont de minuscules particules de la taille du sable, mais parfois, des corps jusqu'à quelques mètres de diamètre. Les chercheurs estiment qu'environ 5 000 tonnes métriques de micrométéorites atterrissent par an sur Terre. Et, chaque année, entre 4 000 et 10 000 grandes météorites – la taille d'une balle de Golf ou plus – terre sur terre. C'est plus de 20 ans par jour.
Aujourd'hui, les caméras numériques ont rendu les observations 24h / 24 du ciel nocturne à la fois pratique et abordable. Des capteurs à faible coût et à haute sensibilité et un logiciel de détection automatisé permettent aux chercheurs de surveiller de grandes sections du ciel nocturne pour des flashs brillants, qui signalent un météoroïde frappant l'atmosphère.
Les équipes de recherche peuvent passer au crible ces observations en temps réel en utilisant des techniques d'analyse automatisées – ou un doctorat très dédié. Étudiant – pour trouver des informations inestimables.
Notre équipe gère deux systèmes mondiaux: Fripon, un réseau dirigé par la France avec des stations dans 15 pays; et l'Observatoire mondial de Fireball, une collaboration lancée par l'équipe derrière le désert Fireball Network en Australie. Avec d'autres ensembles de données à accès libre, mes collègues et moi avons utilisé les trajectoires de près de 8 000 impacts observés par 19 réseaux d'observation répartis dans 39 pays.
En comparant tous les impacts météoroïdes enregistrés dans l'atmosphère de la Terre avec ceux qui atteignent avec succès la surface en tant que météorites, nous pouvons identifier les astéroïdes qui produisent des fragments assez forts pour survivre au voyage. Ou, à l'inverse, nous pouvons également identifier les astéroïdes qui produisent un matériau faible qui n'apparaît pas aussi souvent sur Terre que les météorites.
Le soleil cuit trop les rochers
Étonnamment, nous avons constaté que de nombreuses pièces d'astéroïdes ne parviennent même pas à la Terre. Quelque chose commence à retirer les choses faibles pendant que le fragment est toujours dans l'espace. Le matériau carboné, qui n'est pas très durable, est probablement décomposé par le stress thermique lorsque son orbite le rapproche du soleil.
À mesure que les chondrites carbonées se ferment, puis loin du soleil, les oscillations de température forment des fissures dans leur matériau. Ce processus fragmente et élimine efficacement les rochers faibles et hydratés de la population d'objets près de la Terre. Tout ce qui reste après cette fissuration thermique doit ensuite survivre à l'atmosphère.
Seulement 30% à 50% des objets restants survivent au passage atmosphérique et deviennent des météorites. Les pièces de débris dont les orbites les rapprochent du soleil ont tendance à être beaucoup plus durables, ce qui les rend beaucoup plus susceptibles de survivre au passage difficile à travers l'atmosphère de la Terre. Nous appelons cela un biais de survie.
Pendant des décennies, les scientifiques ont présumé que l'atmosphère de la Terre explique à elle seule la rareté des météorites carbonées, mais notre travail indique qu'une grande partie de l'élimination se produit à l'avance dans l'espace.
À l'avenir, de nouvelles avancées scientifiques peuvent aider à confirmer ces résultats et à mieux identifier les compositions météoroïdes. Les scientifiques doivent s'améliorer dans l'utilisation de télescopes pour détecter les objets juste avant de frapper la Terre. Une modélisation plus détaillée de la façon dont ces objets se séparent dans l'atmosphère peuvent également aider les chercheurs à les étudier.
Enfin, les études futures peuvent proposer de meilleures méthodes pour identifier ce que ces boules de feu sont consacrées à l'utilisation des couleurs des météores.
