Chondrite CI

Les chondrites CI ou chondrites du type CI, parfois appelées chondrites C1, sont des météorites pierreuses appartenant aux chondrites carbonées. De toutes les météorites leur composition chimique montre la plus grande affinité avec l'abondance élémentaire du Soleil (photosphère).

Désignation

L'abréviation CI est dérivée du C de l'anglais carbonaceous et de l'I d'Ivuna, la localité type en Tanzanie. Le 1 en C1 indique le type 1 dans la classification de Van Schmus-Wood.

Histoire

Chondrites carbonées avec un chondrite CI au milieu (Tagish Lake - CI 2)

Il existe très peu de chondrites CI, en total il y en a 6. La découverte la plus ancienne remonte à 1806, quand deux météorites furent observées près d'Alès (Alais) en France. Plus tard deux morceaux furent récupérés près de Saint-Étienne et près de Valence pesant 6 kg ensemble. En 1864 une autre météorite chuta à Orgueil près de Montauban. Elle se désintégra en 20 morceaux pesant 10 kg en total. En 1911 une météorite apparut près de Tonk en Inde et on récolta seulement quelques fragments pesant pas plus que 7,7 grammes. La météorite de la localité type Ivuna en Tanzanie tomba en 1938 et fragmenta en trois morceaux pesant 705 grammes en total. La chute de Revelstoke en Colombie-Britannique en 1965 fut très brillante, mais il en resta que deux petits morceaux de 1 gramme. En faisant donc l'addition de toutes ces événements il y reste moins de 17 kg de matière chondritique CI.

Pendant la mission Apollo 12 en 1969 une météorite fut découverte sur la Lune. Au début on pensa à un chondrite du type CI, mais plus tard il fut établi comme un chondrite CM. En 2000 une chute bien observable survint au lac Tagish en Yukon. Cette météorite fait maintenant partie de chondrites CI, mais elle contient (contrairement aux autres) des chondres. Elle fut donc désignée CI 2.

Description

Les chondrites CI sont des roches très friables et poreuses, qui se désintègrent facilement pendant leur traversée de l'atmosphère terrestre. En conséquence on a trouvé majoritairement que des petits fragments, un bon exemple étant la chute de Revelstoke, qui fut très spectaculaire mais avec une récolte infime (même pas un gram!). Les chondrites CI sont caractérisées par une croûte de fusion noire, qui est très difficile à distinguer de la matrice de même couleur. La matrice est opaque et très riche en matière carbonée. En outre elle recèle des minéraux noirs comme la magnétite et la pyrrhotite. Par endroits des minéraux blancs riches en eau (comme les carbonates et les sulfates hydratés) sont incorporés.

Les chondrites CI se caractérisent le plus par l'absence des chondres reconnaissables (une exception étant la météorite de Tagish Lake). Les petits fragments de chondres et les inclusions minérales riches en calcium et en aluminium (en anglais calcium-aluminium rich inclusions – CAI) sont sans doute rares mais ils existent.

Minéralogie

La minéralogie des chondrites CI est dominée par une matrice fine, riche en phyllosilicates hébergeant carbonates, sulfates, sulfures et magnétite. Les chondrites CI montrent la minéralogie suivante : Majoritairement :

• phyllosilicates très riches en eau comme la montmorillonite et minéraux apparentés à la serpentine.

Ferromagnésiens :

• olivine (forstérite avec fayalite Fa_{10 – 20}).
• clinopyroxène.
• orthopyroxène.

Tous les minéraux ferromagnésiens sont des grains à petite taille, équidimensionnels et automorphes, cristallisés à des températures élevées. Oxides:

• magnétite. Développée en framboïdes, sphérulites et plaques. Très abondant.

Sulfures :

• pyrrhotite.
• cubanite. Intercroissance avec pyrrhotite.
• pentlandite.
• troilite.

Minéraux d'altération hydrique :

• epsomite. Aux veines microscopiques.
• vatérite.

Carbonates de calcium, de magnésium et de fer. Sulfates hydratés de magnésium et de calcium. Minéraux carbonés. Ils renferment des substances inorganiques et organiques :

• graphite.
• diamant (microscopique).
• acides aminés.
• hydrocarbures.
• porphyrines.

Les minéraux ferromagnésiens sont isolés et ne possèdent aucune altération^[1] . Par contre pour la genèse des phyllosilicates et des substances ressemblant à la serpentine on admet l'altération hydrique agissant sur l'olivine et les pyroxènes riches en magnésium^[2] .

Composition chimique

Les chondrites CI sont très riches en eau, ils en contiennent entre 17% et 22% (poids). Leur grande porosité (jusqu'à 30 %) est probablement corrélée à ce fait. L'eau n'apparaît pas en état libre mais fait partie de la structure des silicates hydratés. Une altération très forte à des températures basses (entre 50° et 150° C) ^[3] - une caractéristique des chondrites CI - est indiquée par l'apparition des minéraux comme l'epsomite ou bien par les carbonates et par les sulfates. Certainement l'eau traversa le corps parental par les fentes et les fissures existantes.

Le fer est présent avec 25 % (poids), mais surtout en état oxydé (magnétite). Quelques sulfures de fer (pyrrhotite, cubanite, pentlandite et troilite) sont présents, mais le fer élémentaire est absent^[4] . La relation Mg/Si de 1,07 est assez élevée^[5] . Seulement les chondrites CV sont encore plus enrichis en magnésium. Avec une valeur de 0,057 les chondrites CI possèdent la plus basse relation Ca/Si de toutes les chondrites carbonés^[6] . Les isotopes de l'oxygène (δ ¹⁷O et δ ¹⁸O) montrent les plus hautes valeurs de toutes les chondrites carbonés. En même temps la relation δ ¹⁷O/δ ¹⁸O est comparable aux valeurs terrestres.

Les chondrites CI contiennent aussi 3,5 % (poids) de carbone. Le carbone peut être d'origine inorganique (graphite, diamant et carbonates) ou organique (acides aminés, hydrocarbures et porphyrines). Les composants organiques sont de prime importance pour l'origine de la vie sur terre.

Paramètres physiques

A cause de leur porosité élevée, les chondrites CI possèdent seulement une densité de 2,2 g/cm³.

Importance

Parmi toutes les météorites, les chondrites CI montrent la plus grande similarité avec l'abondance élémentaire de la nébuleuse solaire. Pour cette raison ils sont désignées météorites primitives. Les éléments volatiles comme le carbone, l'hydrogène, l'oxygène, le azote et les gaz nobles sont appauvris dans les chondrites CI ; tous les autres éléments ont pratiquement la même abondance. Une autre exception est le lithium, qui est toujours enrichi dans les météorites (pendant la nucléosynthèse le Soleil utilise le lithium pour produire des éléments plus lourds).

À cause de cette grande similarité on normalise les échantillons en pétrologie envers les chondrites CI. La relation échantillon/chondrite est utilisée pour comparer l'abondance d'un élément avec l'abondance dans la nébuleuse solaire. Les valeurs > 1 indiquent un enrichissement, les valeurs <1 un appauvrissement envers la matière d'origine. Cette méthode est appliquée surtout dans les diagrammes en araignée pour les terres rares.

Formation

Les chondrites CI et les chondrites CM, proches en composition, sont très riches en matière volatile, surtout en eau. On suppose qu'ils se formèrent dans la partie extérieure de la ceinture des astéroïdes, à une distance surpassant 4 UA. À cette distance se trouve la ligne de neige (anglais snow line) avec une température ambiante de 160K. Toute trace d'eau liquide condensa à ces conditions et se préserva en devenant glace. Ainsi s'explique la grande similarité des chondrites CI avec les lunes glacées du système solaire externe. De plus il semble qu'il y a une connexion entre les chondrites CI et les comètes ; comme les comètes les chondrites CI accrétèrent des silicates, de la glace, des autres substances volatiles et des composants organiques (voir : Comète de Halley).

Références

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