La terre. Crédit image: NASA Cliquez pour agrandir
Dans une nouvelle étude qui offre une nouvelle façon de regarder le passé de notre système solaire, un groupe de scientifiques planétaires et de géochimistes annonce avoir trouvé des preuves sur Terre d'une rupture ou d'une collision d'astéroïdes survenue il y a 8,2 millions d'années.
Dans le numéro du 19 janvier de la revue Nature, des scientifiques du California Institute of Technology, du Southwest Research Institute (SwRI) et de l'Université Charles en République tchèque montrent que les carottes de sédiments océaniques sont cohérentes avec les simulations informatiques de la rupture de un corps de 100 miles de large dans la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter. Les plus gros fragments de cet astéroïde sont toujours en orbite autour de la ceinture d'astéroïdes, et leur source hypothétique est connue depuis des années sous le nom d'astéroïde «Veritas».
Ken Farley de Caltech a découvert un pic dans un isotope rare connu sous le nom d'hélium 3 qui a commencé il y a 8,2 millions d'années et a progressivement diminué au cours des 1,5 million d'années suivantes. Ces informations suggèrent que la Terre doit avoir été saupoudrée d'une source extraterrestre.
«La pointe d'hélium 3 trouvée dans ces sédiments est le pistolet fumant qui est arrivé quelque chose de dramatique à la population de poussières interplanétaires il y a 8,2 millions d'années», explique Farley, professeur de géochimie à la Fondation Keck à Caltech et président de la Division des sciences géologiques et planétaires . «C'est l'un des plus grands événements poussiéreux des 80 derniers millions d'années.»
La poussière interplanétaire est composée de morceaux de roche de quelques à plusieurs centaines de microns de diamètre produits par des collisions d'astéroïdes ou éjectés de comètes. La poussière interplanétaire migre vers le soleil et, en route, une partie de cette poussière est capturée par le champ gravitationnel de la Terre et déposée à sa surface.
Actuellement, plus de 20 000 tonnes de ce matériau s'accumulent sur Terre chaque année, mais le taux d'accrétion devrait fluctuer avec le niveau des collisions d'astéroïdes et les changements du nombre de comètes actives. En examinant les sédiments anciens qui comprennent à la fois la poussière interplanétaire et les sédiments terrestres ordinaires, les chercheurs ont pour la première fois pu détecter les événements majeurs du système solaire producteurs de poussière du passé.
Parce que les particules de poussière interplanétaires sont si petites et rares dans les sédiments - nettement moins qu'une partie par million - elles sont difficiles à détecter à l'aide de mesures directes. Cependant, ces particules sont extrêmement riches en hélium 3, par rapport aux matériaux terrestres. Au cours de la dernière décennie, Ken Farley a mesuré les concentrations d'hélium 3 dans les sédiments formés au cours des 80 derniers millions d'années pour créer un record du flux de poussière interplanétaire.
Pour s'assurer que le pic n'était pas un coup de chance présent sur un seul site du fond marin, Farley a étudié deux localités différentes: une dans l'océan Indien et une dans l'Atlantique. L'événement est enregistré clairement sur les deux sites.
Pour trouver la source de ces particules, William F. Bottke et David Nesvorny du SwRI Space Studies Department à Boulder, Colorado, ainsi que David Vokrouhlicky de l'Université Charles, ont étudié des amas d'orbites d'astéroïdes qui sont probablement la conséquence d'anciennes collisions astéroïdes.
"Alors que les astéroïdes s'écrasent constamment les uns contre les autres dans la ceinture principale d'astéroïdes", dit Bottke, "ce n'est que de temps en temps qu'un très grand se brise."
Les scientifiques ont identifié un groupe de fragments d'astéroïdes dont la taille, l'âge et les orbites remarquablement similaires en ont fait un candidat probable pour l'événement de dépoussiérage de la Terre. En suivant les orbites de l'amas dans le temps à l'aide de modèles informatiques, ils ont découvert qu'il y a 8,2 millions d'années, tous ses fragments partageaient la même orientation orbitale dans l'espace. Cet événement définit le moment où l'astéroïde de 100 miles de large appelé Veritas a été détruit par l'impact et coïncide avec la pointe dans les sédiments interplanétaires du fond marin que Farley avait trouvé.
«La perturbation de Veritas a été extraordinaire», explique Nesvorny. «Il s'agissait de la plus grande collision d'astéroïdes survenue au cours des 100 derniers millions d'années.»
Comme dernière vérification, l'équipe de SwRI-Czech a utilisé des simulations informatiques pour suivre l'évolution des particules de poussière produites par l'événement de rupture de Veritas d'une largeur de 160 km. Leurs travaux montrent que l'événement Veritas pourrait produire le pic de poussière extraterrestre pleuvant sur la Terre il y a 8,2 millions d'années ainsi qu'une baisse progressive du flux de poussière.
«La correspondance entre les résultats de notre modèle et les gisements d'hélium 3 est très convaincante», explique Vokrouhlicky. "Cela nous fait nous demander si d'autres pics d'hélium 3 dans les noyaux océaniques peuvent également être attribués à des ruptures d'astéroïdes."
Cette recherche a été financée par le programme Planetary Geology and Geophysics de la NASA et a reçu un soutien financier supplémentaire de l'agence de subvention de la République tchèque et du programme COBASE de la National Science Foundation. Le papier Nature est intitulé «Une pluie de poussières du Miocène tardif résultant de l'éclatement d'un astéroïde dans la ceinture principale».
Source d'origine: communiqué de presse de caltech
