Chaque année, environ 10 particules de poussière spatiale atterrissent sur chaque mètre carré de la surface terrestre. « Cela veut dire qu’ils sont partout. Ils sont dans la rue. Ils sont chez vous. Il se peut même que vous ayez de la poussière cosmique sur vos vêtements", a déclaré Matthieu Gengé, planétologue à l'Imperial College de Londres, spécialisé dans ces grains de poussière extraterrestres, connus sous le nom de micrométéorites.

Rondes et multicolores comme de minuscules billes, les micrométéorites sont aussi distinctives qu'omniprésentes, mais elles ont échappé à l'attention jusque dans les années 1870, lorsque l'expédition HMS Challenger j'en ai dragué un peu du fond de l'océan Pacifique. (Sur terre, l’accumulation de poussière terrestre a tendance à submerger et à dissimuler la poussière cosmique.)

Pendant un siècle, les scientifiques ont pensé que les étranges sphérules trouvées sur le fond marin s'étaient écoulées des surfaces en fusion de météores plus gros alors qu'ils s'écrasaient dans l'atmosphère. En fait, la poussière cosmique flotte ici depuis des roches spatiales situées à des centaines de millions de kilomètres, transportant de minuscules messages.

Depuis 30 ans, Genge décrypte ces messages, grain par grain.

Il a commencé sa carrière au moment même où l’Antarctique était identifiée comme une nouvelle source abondante de micrométéorites. Les vents forts du sud aident à balayer les débris terrestres, de sorte que jusqu'à 10 % de la poussière logée dans la glace provient de l'espace. "Je dois faire beaucoup de choses faciles", a déclaré Genge, comme comprendre "de quoi ils sont faits, à quoi ils ressemblent, quels sont les différents types". Depuis lors, lui et d’autres spécialistes des micrométéorites – une communauté suffisamment petite pour qu’il « connaisse les enfants de la plupart d’entre eux » – ont glané beaucoup plus d’informations dans la poussière. Récemment, Genge a interprété les messages véhiculés par la poussière spatiale, non pas sur ses origines, mais sur sa destination : la Terre à différents moments de l’histoire de la planète.

Le Britannique maigre et chauve répond aux appels Zoom dans sa chambre londonienne, coincé entre un lit, une armoire et un microscope. Il a ramené le microscope du laboratoire alors que le confinement était sur le point de commencer en mars dernier, avec beaucoup de poussière. Lors de notre conversation vidéo cet hiver, Genge a attrapé un pot en plastique dans une boîte de l'armoire et l'a secoué devant la caméra. Le pot était à moitié rempli de limon fauve – de la poussière de l’Antarctique, en partie terrestre, en partie extraterrestre. En faisant le tri, Genge pourrait éventuellement tomber sur un grain de 6626 Mattgenge, un astéroïde de 8 kilomètres de large près de Mars nommé en son honneur pour ses contributions à l'étude de la poussière cosmique.

Notre conversation sur ses découvertes poussiéreuses a été condensée et éditée pour plus de clarté.

Avez-vous toujours aimé les météorites ? Comment est née votre passion pour la géologie ?

Enfant, j’étais fasciné par les livres de mystères d’Arthur C. Clarke. C’est ce qui m’a amené à poser beaucoup de questions. Mais la raison pour laquelle j’ai été attiré par la géologie, c’est que j’aimais l’art. Il y avait deux cours dans lesquels j'ai pu faire beaucoup de dessin : l'un était la géologie et l'autre l'art. Et dès que je suis allé sur le terrain et que j'ai commencé à dessiner des roches et que j'ai réalisé que je pouvais utiliser mes dessins comme romans policiers, pour comprendre la formation de cette roche, pour voir des événements qui se sont produits des millions d'années dans le passé, je suis devenu accro. . Ensuite, j'ai été jusqu'au bout en géologie. [Genge est l'auteur de Croquis et illustrations de terrain géologique : un guide pratique, publié en 2020.]

Qu’est-ce qui vous a attiré spécifiquement vers la poussière spatiale ?

Les astronomes se sont toujours concentrés sur les étoiles et les galaxies. Ce sont littéralement des morceaux brillants et étincelants de l’astronomie qui attirent tout le monde. Mais en réalité, la poussière est l’une des parties les plus importantes de l’astronomie, car d’accord, les étoiles restent là, produisant des éléments qui finissent par former des planètes, mais c’est la poussière qui transporte ces éléments des étoiles aux planètes. Sans la poussière, notre univers serait un endroit plutôt banal : des étoiles scintillantes sans rien autour d’elles. La poussière relie les étoiles à tout le reste, à toutes les planètes, à tous les êtres vivants de ces planètes. C’est la poussière qui est responsable, en fin de compte.

Que savons-nous de l’origine de la poussière spatiale terrestre ?

Au début, dans les années 1990, nous ne savions pas vraiment quels objets du système solaire produisaient toute cette poussière. Les Français étaient très friands des poussières provenant des comètes ; Je ne sais pas pourquoi. Nous avons finalement découvert que les micrométéorites provenaient en grande partie d’astéroïdes primitifs. Ils sont similaires à un type de météorite appelé chondrites carbonées, qui proviennent du type d’astéroïde le plus courant – les astéroïdes carbonés de « type C ».

Que pouvons-nous apprendre des micrométéorites que nous ne pouvons pas apprendre des météorites, si elles proviennent toutes deux principalement de la même source ?

Nous pouvons apprendre beaucoup de choses sur la manière dont la poussière est transportée sur Terre. Pour amener une météorite sur Terre, vous devez la faire tomber d’un astéroïde, puis elle flotte dans l’espace et son orbite change lentement jusqu’à ce que finalement cette orbite puisse croiser celle de la Terre. C’est un processus assez aléatoire.

Alors que de minuscules petites particules de poussière, lorsqu’elles sont projetées sur la surface d’un astéroïde ou s’écoulent de la surface, elles vont dans l’espace et la lumière du soleil affecte leur mouvement. C'est un processus vraiment cool appelé traînée légère Poynting-Robertson ; J'adore ça parce que ça a l'air tellement de science-fiction.

Cette traînée de lumière ralentit essentiellement les particules de poussière, et si vous ralentissez un objet sur son orbite, il doit se déplacer vers l'intérieur, de sorte que la poussière s'enroule lentement vers le soleil. Il se déplace sur les orbites des planètes et a de fortes chances d’être balayé par les planètes. Il existe donc un mécanisme permettant de délivrer de la poussière sur Terre qui est beaucoup plus fiable que le mécanisme permettant de délivrer de plus gros morceaux de roche. Pour cette raison, les micrométéorites constituent un meilleur échantillon de ce qui se trouve réellement dans le système solaire que les météorites ; ils vous permettent d’étudier beaucoup plus d’astéroïdes et de comètes que de météorites.

Mais bien sûr, les micrométéorites sont minuscules ; chaque micrométéorite vous fournit un tout petit peu d'information, alors qu'une météorite vous occupera toute votre vie si vous en trouvez une bonne. Ainsi, les météorites nous fournissent beaucoup d’informations sur un petit nombre d’objets, tandis que les micrométéorites fournissent une infime quantité d’informations sur un grand nombre d’objets. Et donc les deux fonctionnent très bien ensemble.

Comment cet afflux constant de poussière affecte-t-il la Terre et les autres planètes ?

Il est tombé sur notre planète tout au long de son histoire. Il est tombé sur Mars. Il est tombé sur Vénus. Les origines de la vie peuvent avoir quelque chose à voir avec la poussière cosmique, car elle a en fait livré la plupart des acides aminés et des molécules organiques intacts de la Terre lors du bombardement tardif [il y a environ 4 milliards d'années]. Sur Mars, s’il y a quelque chose qui vit dans le sol martien, c’est probablement des micrométéorites, car c’est la principale source de matière organique à la surface martienne. Vous mesurez la quantité de nickel dans le sol martien et elle est de plusieurs pour cent, et ce nickel provient principalement de micrométéorites. J’aime les considérer comme des grignotines de micrométéorites à la surface de Mars.

Même sur Terre, les micrométéorites jouent actuellement un rôle important en termes d’apport de nutriments. Les parties les plus profondes et les plus éloignées de l’océan sont si éloignées des terres qu’elles reçoivent très peu de poussière terrestre, et les organismes vivants ont besoin de toute une série d’oligo-éléments comme le fer pour survivre. Et en réalité, la majeure partie du fer livré à l’Atlantique Sud et à certaines parties de l’océan Austral provient de micrométéorites.

Vous avez dit que les micrométéorites nous aident à comprendre « ce qu’il y a là-bas » dans le système solaire. Pouvez-vous nous expliquer pourquoi les astéroïdes sont si divers ? Pourquoi les astéroïdes et les planètes ne sont-ils pas tous faits de la même matière ?

Si nous connaissions la réponse exacte à cette question, je serais… eh bien, en fait, non, je ne serais probablement pas riche. Je serais célèbre. Légèrement.

C’est donc un peu comme la pâtisserie. Vous prenez un bol, vous le remplissez de farine, puis vous versez le sucre au centre, puis vous mélangez le tout. Et au fur et à mesure que vous mélangez, le sucre se déplace progressivement vers l'extérieur dans le bol et se mélange à la farine. Ainsi, au fil du temps, la composition change. Notre système solaire s’est formé dans un bol mélangeur d’éléments chimiques qui s’étaient accumulés depuis le Big Bang.

Ce que nous cherchons à faire lorsque nous examinons les météorites et les micrométéorites, c’est d’examiner ces différents composants et d’essayer de décider où ils se sont formés dans le disque pour reconstruire son histoire. Comment le disque a-t-il évolué au cours de sa durée de vie de 3 millions d’années, période au cours de laquelle les planètes se sont formées ? C’est vraiment crucial à comprendre, car la nature de chaque planète est déterminée par les matériaux qui s’accumulent à ce stade dans le bol à mélanger pour fabriquer cette planète. Cela pourrait faire la différence entre avoir ou non de la vie sur la planète. Et comprendre le fonctionnement de ces disques protoplanétaires nous donnera la possibilité de prédire à quoi ressembleront les planètes autour de différentes étoiles et comment elles se formeront.

Vous avez également montré que les micrométéorites peuvent nous renseigner sur la Terre, n’est-ce pas ?

Oui, la façon dont les micrométéorites se mélangent à l’atmosphère terrestre ne nous fournit pas seulement des informations sur ce qui se trouve là-haut, mais aussi sur ce qui se trouve ici-bas. La plupart des particules métalliques tirent tout leur oxygène de l’atmosphère terrestre lors de leur passage ; ils chauffent et réagissent avec l’oxygène atmosphérique, donc lorsque vous mesurez leurs isotopes d’oxygène, leur oxygène correspond exactement à l’oxygène terrestre.

J'ai publié un document avec Andy Tompkins en 2016 dans Nature sur des micrométéorites vieilles de 2.7 milliards d'années, que nous avons trouvées dans des calcaires en Australie. Nous avons reconnu que tout l’oxygène contenu dans ces sphérules provient de l’atmosphère terrestre. Cela vous donne donc un moyen de mesurer l’atmosphère terrestre dans le passé, et c’est beaucoup plus direct que la façon dont les géologues le faisaient – ​​en examinant les carbonates cristallins qui se sont développés au fond de l’océan. Là, vous avez un processus vraiment complexe ; vous devez déterminer la quantité d’oxygène dans l’eau à cette profondeur, relier cela à l’eau de surface puis à l’atmosphère terrestre. C'est vraiment difficile.

Alors que si vous chauffez un morceau de métal dans l’atmosphère pendant 10 secondes, vous obtenez une absorption instantanée d’oxygène, à plusieurs kilomètres au-dessus du sol – un excellent moyen de mesurer la composition de la haute atmosphère terrestre. Et c’est tellement cool aussi que vous pouvez aller sur les rochers, collecter ces petits morceaux de poussière spatiale, et ils peuvent vous parler de l’atmosphère terrestre dans le passé. À quel point cela est cool? Ce qui est formidable, pas seulement sur Terre : si un jour nous trouvons des micrométéorites sur Mars, nous pourrons étudier l’histoire de l’atmosphère de Mars.

Ouah. Alors, que nous ont appris les anciennes micrométéorites sur l’ancienne atmosphère terrestre ?

Jusque-là, les gens pensaient qu’il y avait très, très peu d’oxygène dans l’atmosphère terrestre il y a 2.7 milliards d’années. Grâce aux micrométéorites que nous avons trouvées en Australie, nous savons maintenant que c'était faux ; il y avait en fait beaucoup d'oxygène, même s'il était peut-être emprisonné dans du dioxyde de carbone.

J’ai vu des graphiques qui retracent les niveaux d’oxygène et de dioxyde de carbone tout au long de l’histoire de la Terre et montrent comment ces niveaux sont liés aux sauts évolutifs et à d’autres événements.

Un jeu amusant consiste à examiner plusieurs intrigues et à remarquer à quel point elles sont très différentes.

OK, les micrométéorites anciennes sont un moyen d'obtenir des points de données plus précis, afin que nous puissions mieux comprendre le système terrestre.

Absolument. Depuis, nous sommes retournés en Australie. Nous voulions trouver de la poussière encore plus ancienne, alors il y a trois ans, j'étais dans le Pilbara en train de faire le tour et d'échantillonner de très vieilles roches, en évitant les serpents et les énormes araignées. Nous sommes revenus avec des sacs et des sacs de roches à la recherche de poussière cosmique.

Comment fait-on pour trouver des micrométéorites ?

L’un des malheurs des micrométéorites est que la plupart des activités amusantes prennent environ cinq minutes. Et puis le reste est assez ennuyeux : des milliers d’heures à regarder un microscope. Je travaille toujours sur une collection que j’ai réalisée en 2006 et qui m’a pris moins de cinq minutes à collecter, dans une moraine [une accumulation de roches et de débris déposés par un glacier] en Antarctique. Il y avait une couche de poussière dans cette moraine, je viens de la mettre dans un sac en plastique et j'y travaille depuis combien de temps ? - presque 15 ans.

Je suppose que le plus difficile est de savoir où aller.

Heureusement pour moi, j'ai juste regardé où j'allais. J'étais dans l'expédition de recherche de météorites en Antarctique et nous devions rechercher des météorites dans ce nunatak [un sommet de montagne dépassant d'un glacier]. Pendant que nous y étions, j'ai décidé d'aller chercher dans cette moraine proche du nunatak pour voir si je pouvais trouver des micrométéorites. Je viens de pelleter un peu de neige et il y avait cette jolie couche poussiéreuse sous la neige.

J’ai donc supposé qu’il devait y avoir beaucoup de micrométéorites dans la poussière, et j’avais raison. J'ai collecté 6 kilogrammes de poussière, et j'en suis à peu près à la moitié, et j'ai plus de 3,000 700,000 particules. Et j’en ai probablement manqué quelques-uns aussi. Les matériaux que j’ai trouvés plus tard dans la moraine ont montré qu’elle collectait de la poussière depuis au moins XNUMX XNUMX ans.

Alors vous retournez de temps en temps dans votre sac à poussière et en triez encore ?

J’ai juste peur qu’un jour quelqu’un le jette accidentellement.

Correction: 9 février 2021
Une légende décrivait à l'origine les micrométéorites du livre Atlas des micrométéorites comme ayant été trouvé en Antarctique. En fait, ils ont été trouvés en Norvège.