Une nouvelle étude thermodynamique des phases secondaires riches en calcium et en fer (e.g., andradite, hedenbergite, kirschsteinite, wollastonite, magnétite) des principales chondrites carbonées effectuée par deux chercheurs de l'Université Côte d'Azur, le laboratoire Géoazur (UNS, CNRS, OCA, IRD) et le laboratoire Lagrange (UNS, CNRS, OCA) questionne à la fois la classification historique des chondrites carbonées et la stratification crustale de leur corps parent. Ces travaux viennent d’être publiés, le 15 août 2017 dans Nature Communication.

 

Les chondrites carbonées de type Vigarano (CV) possédant une aimantation rémanente, les modèles les plus récents s’accordent pour interpréter ces météorites comme provenant de la croûte non fondue d’un corps primitif différencié; la désintégration de l’26Al assurant la source de chaleur interne, et les différents degrés de métamorphisme et d’oxydo-réduction enregistrées par ces météorites indiquant une croûte stratifiée se refroidissant par le haut par conduction (Fig. 1).

Par un travail d'inventaire conséquent sur la minéralogie de ces phases secondaires (Fig. 2), les chercheurs mettent en évidence la présence de phases stables dans des conditions de très faibles activités de silice. La modélisation thermodynamique incluant, pour la première fois, l'effet de l'activité de la silice, leur a permis de définir les gammes de température et les conditions d'oxydo-réduction de stabilité de ces minéraux. En démontrant que ces phases sont toutes stables dans des conditions uniquement réductrices, les auteurs montrent tout d’abord que la classification traditionnelle entre chondrites carbonées de type oxydée (CVOxA, CVOxB) et réduite (CVRed) n’a plus lieu d’être. Deuxièmement, que ces phases sont vraisemblablement le résultat de la précipitation à partir d’un fluide de faible activité de silice et réducteur (rapport H2/H2O, CO/CO2 élevés) dans des gammes de température compatibles avec la préservation de la matière organique ou de sa maturation. Ces données sont par ailleurs en adéquation avec la présence limitée de serpentine dans ces météorites, témoin d'une faible altération aqueuse des olivines, constituant principal de la matrice des chondrites carbonées.

a) modèles de formation des chondrites carbonées de type CV dans la « croûte » thermiquement stratifié d’un corps parent et nouveau modèle proposé, dans lequel ces chondrites proviennent d’une croûte percolée par un fluide chaud réducteur.
(b) Détail de la matrice de la chondrite Bali et d’une inclusion sombre dans la matrice d’Allende, montrant un abondance relativement élevée des minéraux secondaires (en rouge) et leur disposition qui peut être organisée autour des chondres et/ou selon des réseaux.

 Avec ces nouveaux résultats, les auteurs proposent une alternative au modèle de stratification thermique du corps parent des chondrites carbonées de type CV. Ils montrent en effet que ces phases secondaires sont le résultat de l’interaction entre des fluides hydrothermaux réducteurs, vraisemblablement surpercritiques percolants à petite échelle (Darcy), et un corps primitif carboné plus ou moins homogène. Reste maintenant à mieux cerner la composition de ces fluides, leur thermicité, de comprendre comment ils ont pu se former, et les implications que l’on pourrait en tirer quant à la dynamique interne de ces corps parents primitifs, vieux, faut-il le rappeler, de près de 4 560 000 000 ans.

Ce travail a été financé par un BQR OCA et des CSI de l'Université de Nice Sophia-Antipolis.

Source(s):

Clément Ganino and Guy Libourel (2017), Reduced and unstratified crust in CV chondrite parent body, Nature Communications, 15 août 2017

Contact(s):

Clément GANINO, Géoazur (CNRS-UNS-IRD-OCA)
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Guy Libourel, Observatoire de la Côte d'Azur, UMR Lagrange
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Article paru dans les actualités CNRS-INSU du 15 août 2017