Canyon Diablo (météorite)

La météorite Canyon Diablo est une météorite de fer considérée comme la cause du célèbre cratère Barringer en Arizona . De nombreux fragments de la météorite ont été trouvés dans un champ parasite approximativement circulaire d'un diamètre d'environ 15 km, au centre duquel se trouve le cratère.

Fragment du Canyon Diablo

Historique de la recherche

Daniel Moreau Barringer

La première description scientifique des fragments de météorite a été publiée en 1891 par le minéralogiste américain Albert E. Foote . Il a correctement reconnu les masses de fer comme des météorites et a également fourni une brève description du cratère, qu'il n'a cependant pas liée aux fragments de météorite. Foote croyait apparemment que le cratère était d'origine volcanique, mais comme il ne pouvait trouver aucun signe de lave ou d'autres produits volcaniques à proximité , il a souligné qu'il était incapable d'expliquer la formation du cratère.

Immédiatement après le premier rapport de Foote sur la météorite, Grove Karl Gilbert a émis l'hypothèse que le cratère avait été causé par l'impact d'un très gros fragment de météorite, mais a abandonné cette explication quelques années plus tard et a estimé qu'il était plus probable que le cratère ait été causé par une explosion phréatique. .

Même Daniel Moreau Barringer était l'hypothèse d'impact ci-contre également initialement sceptique après l'avoir apprise en octobre 1902 par un certain SJ Holsinger. Néanmoins, son intérêt fut éveillé et peu de temps après, il fut convaincu de la justesse de l'hypothèse. Dans l'espoir de trouver le corps principal supposé énorme de la météorite au fond du cratère, il a acquis les droits miniers dans la région en 1903, envoyant Holsinger en avant et évitant d'abord d'apparaître lui-même sur place. Barringer était trop connu en tant que professionnel de l'exploitation minière à succès en Arizona pour risquer le comportement personnel de concurrents potentiels.

Barringer a immédiatement commencé à creuser des puits de recherche et des forages. Deux ans plus tard, à son avis, il avait rassemblé suffisamment de preuves pour l'hypothèse d'impact pour publier ses résultats dans une publication spécialisée. L'ouvrage contenait également un rapport du célèbre chimiste John William Mallet sur les teneurs en platine et en iridium de la météorite. Une deuxième publication a suivi en 1910, dans laquelle un croquis de la carte signée par Holsinger avec la position des découvertes de météorites individuelles dans le champ parsemé autour du cratère a été publié. À ce moment-là, selon les informations de Barringer, plusieurs milliers de fragments de la météorite avaient déjà été récupérés dans le champ jonché. La recherche du corps principal supposé au fond du cratère est restée infructueuse pendant 26 ans et n'a pris fin qu'en 1929 lorsque l'astronome Forest Ray Moulton a déclaré dans un rapport qu'un tel corps principal, avec la taille suggérée par Barringer, n'a probablement pas exister. Quelques semaines après que la nouvelle lui soit parvenue, Barringer est décédé des complications d'une crise cardiaque .

En raison du nombre élevé de fragments individuels, que Vagn Buchwald estimait en 1975 à "peut-être plus de 20 000 fragments entre 50 g et 639 kg", le Canyon Diablo est resté d'un intérêt particulier pour la science. En utilisant la datation uranium-plomb des inclusions de troilite dans le Canyon Diablo, Friedrich Georg Houtermans et Clair Cameron Patterson ont déduit pour la première fois l'âge de la Terre de 4,55 milliards d'années dans les années 1950 . Le rapport des deux isotopes stables du soufre 34 S / 32 S provenant des mêmes inclusions a servi de référence pour la valeur δ 34 S à partir de 1962 sous la désignation standard CDT (Canyon-Diablo-Troilit) . La norme CDT n'a été remplacée par la norme hypothétique V-CDT mieux définie (Vienne-Canyon-Diablo-Troilit) qu'en 1993 lors d'une conférence de l' AIEA à Vienne .

Minéralogie, géochimie et classification

Structure Widmanstätten sur un biseau poli et gravé

La masse de base de la météorite se compose de kamacite et de taenite , qui forment des structures claires de Widmanstätt . La largeur des barres Kamacit est donnée comme 2,0 ± 0,5 mm, parfois plus grande. La météorite appartient donc à la classe structurale des octaédrites grossières (Og). Les structures de Widmanstatt sont souvent absentes des fragments trouvés à proximité immédiate du bord du cratère, ce qui indique que ces fragments ont été exposés à une température plus élevée lors de l'impact.

Les accessoires de cette matrice sont principalement la cohénite , la Writerite et la troilite , ces dernières pouvant former , souvent avec le graphite , des nodules d'un diamètre pouvant atteindre 5 cm. Une particularité du Canyon Diablo sont les bulbes jusqu'à la taille dm, principalement en graphite, généralement sans teneur significative en troilite, qui sont entrecroisés de veines septaires de fer nickel métallique. La base de données minéralogique « mindat.org » répertorie un total de 42 minéraux valides qui se trouvent dans les fragments du Canyon Diablo.

Les fragments du Canyon Diablo sont considérés comme la localité type des minéraux Krinovite , Lonsdaleit , Moissanite et, avec la météorite Toluca , pour le minéral Haxonite .

Composition chimique

Éléments majeurs et mineurs

90,2 % de fer ; 7,1% de nickel ; ~ 1% de carbone ; ~ 1% de soufre ; 0,46% cobalt ; 0,26 % de phosphore .

Oligo-éléments

Le tableau ci-dessous présente deux analyses moyennes des teneurs en éléments traces de la météorite Canyon Diablo pour des échantillons à teneur en iridium relativement élevée ("Canyon Diablo H") et relativement faible ("Canyon Diablo L") . Selon le schéma de classification de Wasson & Kallemeyn , 2002, la météorite Canyon Diablo tombe en conséquence dans le groupe des météorites IAB et au sein de ce groupe dans leur groupe principal (MG; "groupe principal").

élément Canyon Diablo H Canyon Diablo L
Germanium 323  ppm 330 ppm
cuivre 148 ppm 150 ppm
gallium 82,1 ppm 83,0 ppm
chrome 26 ppm 24 ppm
arsenic 13,0 ppm 13,0 ppm
platine 6,1 ppm 6,3 ppm
iridium 2,42 ppm 2,19 ppm
or 1.534 ppm 1.552 ppm
tungstène 1,06 ppm 1,07 ppm
antimoine 296  ppb 308 ppb
rhénium 253 ppb 234 ppb

Fragments individuels notables (sélection)

Le plus grand fragment connu du Canyon Diablo

"Météorite Holsinger"

Le plus grand fragment du Canyon Diablo jamais trouvé a une masse de 639 kg, avec des dimensions maximales de 90 × 70 × 35 cm. Il a été retrouvé en 1911 et est maintenant exposé au musée privé Meteor Crater & Barringer Space sous le nom de "Météorite Holsinger". Cependant, le terme n'a guère fait son chemin en dehors du musée et n'est pas utilisé dans la littérature spécialisée pertinente.

Canyon Diablo (Ehrenberg)

Dès 1862, l'ingénieur minier allemand Hermann Ehrenberg avait trouvé une météorite de fer à proximité de l'actuelle ville fantôme de La Paz , à environ 300-350 km du cratère Barringer, initialement connu dans la littérature sous le nom de « météorite d'Ehrenberg ». Ce n'est que plus d'un siècle plus tard que les analyses chimiques et structurelles ont montré que la « météorite d'Ehrenberg » était un fragment du Canyon Diablo qui avait atteint son emplacement ultérieur par des routes inconnues depuis le champ perdu autour du cratère Barringer. La « météorite d'Ehrenberg » est donc le fragment du Canyon Diablo, qui fut d'abord connu de la science.

Canyon Diablo (Camp Vert)

La météorite de fer d'une masse de 61,5 kg a été trouvée en 1915 dans les ruines d'un pueblo des XIe-XIIe siècles. Fondé à environ 85 km au sud-ouest du cratère Barringer, et identifié comme un fragment du Canyon Diablo dans les années 1960/70. Le fragment a également une importance culturelle et historique car il a été soigneusement enveloppé dans une couverture en plumes et trouvé dans une boîte en pierre dans un coin du pueblo.

Événement d'impact

L'âge des Impaktereignises était avec une pluralité de méthodes indépendantes les unes des autres ( Thermolumineszenzdatierung , radiocarbone , méthode 36 Cl et méthode aluminium-béryllium déterminée) correspondant à environ 49 000 ans, permettant au cratère d'avoir un âge géologique relativement petit. Le cratère a un diamètre d'environ 1,2 km, a une profondeur de 170 à 200 mètres et est entouré d'un mur de cratère de 40 à 50 mètres de haut .

Le météoroïde associé avait une masse estimée à 4 × 10 8 −1,2 × 10 9  kg lorsqu'il est entré dans l'atmosphère terrestre , ce qui correspondrait à un corps sphérique d'un diamètre de 46 à 66 mètres. Il a probablement perdu 30 à 70 % de sa masse lors de son passage dans l'atmosphère terrestre, principalement par ablation et fragmentation massive. La masse principale, sous la forme d'un essaim compact de fragments plus gros, a frappé la cicatrice du cratère Barringer à la surface de la terre, la vitesse d'impact pouvant être estimée à environ 15 km / s (~ 54 000 km / h) ou plus. Des fragments plus petits, qui s'étaient suffisamment éloignés de l'essaim de la masse principale, ont formé le champ parasite autour du cratère sous forme de météorites uniques. La masse totale de météorites de fer collectées dans le champ parsemé est estimée à environ 30 tonnes.

En plus des météorites de fer typiques, le matériau du Canyon Diablo se présente également sous la forme de ce qu'on appelle des "éclats d'obus". Ces fragments pour la plupart petits et fortement déformés ne montrent ni regmaglypts ni la croûte de fonte caractéristique des météorites de fer réelles et sont probablement des fragments de la masse principale impactante, qui ont été soufflés à l'arrière du projectile par spallation lors de la formation du cratère et éjectés ensemble avec le plafond éjecté .

Les « sphéroïdes métalliques » sont de minuscules sphères métalliques d'un diamètre généralement inférieur à 1 mm. Par rapport aux météorites de fer Canyon Diablo, elles sont enrichies en nickel, cobalt et cuivre d'un facteur 2 à 3 et ont probablement été formées à partir de la masse principale de matériau qui a fondu lors de l'impact. La masse totale des « sphéroïdes métalliques », estimée à au moins 10 7  kg, n'est pas uniformément répartie dans le champ parasite autour du cratère, mais principalement concentrée au nord-est du bord du cratère, ce qui est interprété comme une indication d'un direction de l'impact depuis le sud-ouest.

Des masses arrondies fortement altérées en matériau météoritique d'un diamètre allant jusqu'à 30 cm et un noyau partiellement conservé en fer nickelé non altérée sont appelées dans la littérature "boules de schiste". Le degré d'altération significativement plus élevé par rapport aux météorites de fer typiques du Canyon Diablo est attribué à une faible teneur en chlore . Dans les météorites de fer typiques du Canyon Diablo, cependant, le chlore ne peut pratiquement pas être détecté du tout.

origine

Les météorites IAB du groupe principal (MG), comme le Canyon Diablo, et les sous-groupes sLL ("sous-groupe Low-Au / Low-Ni"; par exemple Toluca ) et sLM ("sous-groupe Low-Au / Medium-Ni" ) sont génétiquement liés à un groupe d' achondrites primitives connues sous le nom de winonaites . Ils proviennent probablement tous du même corps mère, un planétésimal d'un diamètre de plus de 60 km. Le corps-mère s'est formé environ 1,4 million d'années (Ma) après la formation des premiers condensats ( CAI ) dans la nébuleuse protoplanétaire en refroidissement . Le planétésimal était suffisamment grand pour qu'environ 6 Ma après que les CAI se soient formés sous une fine croûte de matériau chondritique , une différenciation des silicates et de la fonte métallique puisse commencer. Cependant, le corps mère n'était pas assez grand pour permettre une séparation complète entre la gaine de silicate et le noyau métallique. Environ 10 Ma après la formation des CAI, des parties de la fonte métallique ont recommencé à se solidifier à l'intérieur de la coquille de silicate.

Entre 10 et 14 Ma après la formation des CAI, le corps mère d'origine a été touché par un impact massif qui l'a largement brisé. Les fragments individuels sont restés liés gravitationnellement les uns aux autres et ont formé un nouveau planétésimal avec une structure très hétérogène. Quand ce planétésimal nouvellement formé a finalement été détruit et que le météoroïde Canyon Diablo a été libéré est encore inconnu. Les analyses isotopiques montrent que le météoroïde Canyon-Diablo a été exposé aux rayons cosmiques pendant environ 545 ± 40 Ma . D'autres membres du groupe génétique, en revanche, fournissent parfois des valeurs différentes.

Voir également

liens web

Biens communs : Canyon Diablo (Météorite)  - Collection d'images, de vidéos et de fichiers audio
  • Base de données des bulletins météorologiques : Canyon Diablo

Preuve individuelle

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Remarques

  1. ↑ La source spécifiée ne fournit aucune information pertinente. La valeur a été extrapolée à partir de la différence entre les autres éléments majeurs et mineurs de la source.