La Terre n’est pas étrangère aux météores. En fait, les pluies de météores sont un phénomène régulier, où de petits objets (météoroïdes) entrent dans l’atmosphère terrestre et rayonnent dans le ciel nocturne.
Comme la plupart de ces objets sont plus petits qu’un grain de sable, ils n’atteignent jamais la surface et se consument simplement dans l’atmosphère.
Mais de temps en temps, un météore de taille suffisante parvient à passer et à exploser au-dessus de la surface, où il peut causer des dégâts considérables.
Le météoroïde de Tcheliabinsk, qui a explosé dans le ciel russe en février 2013, en est un bon exemple. Cet incident a démontré l’ampleur des dégâts que peut causer une météorite qui explose dans l’air et a mis en évidence la nécessité de se préparer.
Heureusement, une nouvelle étude de l’université de Purdue indique que l’atmosphère terrestre est en fait un meilleur bouclier contre les météores que ce que nous lui attribuons.
Cette étude, menée avec le soutien du Bureau de la défense planétaire de la NASA, a récemment été publiée dans la revue scientifique Meteoritics and Planetary Science, sous le titre “Air Penetration Enhances Fragmentation of Entering Meteoroids “.
L’équipe chargée de l’étude était composée de Marshall Tabetah et de Jay Melosh, respectivement associé de recherche post-doc et professeur au département des sciences de la terre, de l’atmosphère et des planètes (EAPS) de l’université Purdue.
Dans le passé, les chercheurs ont compris que les météoroïdes explosent souvent avant d’atteindre la surface, mais ils étaient désemparés lorsqu’il s’agissait d’expliquer pourquoi.
Pour les besoins de leur étude, Tabetah et Melosh ont utilisé le météorite de Tcheliabinsk comme étude de cas afin de déterminer exactement comment les météoroïdes se désagrègent lorsqu’ils touchent notre atmosphère.
À l’époque, l’explosion a été assez surprenante, ce qui a permis des dégâts aussi importants.
Lorsqu’il est entré dans l’atmosphère terrestre, le météoroïde a créé une boule de feu brillante et a explosé quelques minutes plus tard, générant la même quantité d’énergie qu’une petite arme nucléaire.
L’onde de choc qui en a résulté a fait sauter des fenêtres, blessant près de 1 500 personnes et causant des millions de dollars de dégâts. Elle a également envoyé des fragments vers la surface qui ont été récupérés, et certains ont même été utilisés pour façonner des médailles pour les Jeux d’hiver de 2014 à Sotchi.
Mais ce qui était également surprenant, c’est la quantité de débris du météoroïde qui a été récupérée après l’explosion.
Alors que le météoroïde lui-même pesait plus de 9 000 tonnes métriques (10 000 tonnes américaines), seuls environ 1 800 tonnes métriques (2 000 tonnes américaines) de débris ont été récupérés.
Cela signifie que quelque chose s’est produit dans la haute atmosphère qui lui a fait perdre la majorité de sa masse.
Cherchant à résoudre ce problème, Tabetah et Melosh ont commencé à envisager comment la forte pression de l’air devant un météore pourrait s’infiltrer dans ses pores et ses fissures, poussant le corps du météore à se séparer et le faisant exploser. Comme l’explique Melosh dans un communiqué de presse de l’Université de Purdue :
“Il y a un grand gradient entre l’air à haute pression devant le météore et le vide d’air derrière lui. Si l’air peut se déplacer dans les passages de la météorite, il peut facilement pénétrer à l’intérieur et souffler des morceaux.”
Pour résoudre le mystère de la destination de la masse du météoroïde, Tabetah et Melosh ont construit des modèles qui caractérisent le processus d’entrée du météoroïde de Tcheliabinsk en tenant compte de sa masse initiale et de la façon dont il s’est brisé lors de son entrée.
Ils ont ensuite mis au point un code informatique unique qui permet à la fois à la matière solide du corps du météoroïde et à l’air d’exister dans n’importe quelle partie du calcul. Comme l’a indiqué Melosh :
“Je cherchais quelque chose comme ça depuis un moment. La plupart des codes informatiques que nous utilisons pour simuler les impacts peuvent tolérer plusieurs matériaux dans une cellule, mais ils font la moyenne de tous les matériaux. Les différents matériaux de la cellule utilisent leur identité individuelle, ce qui n’est pas approprié pour ce type de calcul.”
Ce nouveau code leur a permis de simuler entièrement l’échange d’énergie et de quantité de mouvement entre le météoroïde entrant et l’air atmosphérique en interaction.
Au cours des simulations, l’air qui a été poussé dans le météoroïde a pu percoler à l’intérieur, ce qui a réduit considérablement la force du météoroïde. En fait, l’air a pu atteindre l’intérieur du météoroïde et le faire exploser de l’intérieur.
Cette découverte a non seulement permis de résoudre le mystère de la masse manquante du météoroïde de Tcheliabinsk, mais elle est également cohérente avec l’effet d’explosion de l’air observé en 2013.
L’étude indique également que lorsqu’il s’agit de petits météoroïdes, la meilleure défense de la Terre est son atmosphère.
Combiné à des procédures d’alerte précoce, qui faisaient défaut lors de l’événement du méroïde de Tcheliabinsk, les blessures peuvent être évitées à l’avenir.