Le Grand Désert de la Mer de Sable s'étend sur une superficie de 72 000 km² reliant l'Égypte et la Libye. Si vous vous trouvez dans une partie particulière du désert du sud-est de la Libye et du sud-ouest de l’Égypte, vous apercevrez des morceaux de verre jaune éparpillés dans le paysage sablonneux.
Il a été décrit pour la première fois dans un article scientifique en 1933 et est connu sous le nom de verre du désert libyen. Les collectionneurs de minéraux l’apprécient pour sa beauté, sa relative rareté – et son mystère. Un pendentif trouvé dans la tombe du pharaon égyptien Toutankhamon contient un morceau de verre. Les verres naturels se trouvent ailleurs dans le monde ; les exemples incluent les moldavites du cratère du Ries en Europe et les tektites de Côte d'Ivoire. Mais aucun n’est aussi riche en silice que le verre du désert libyen, et on ne le trouve pas non plus en si gros morceaux et en si grandes quantités.
L’origine du verre fait l’objet de débats parmi les scientifiques depuis près d’un siècle. Certains ont suggéré que cela pourrait provenir de volcans sur la Lune. D’autres proposent que ce soit le produit de la foudre (« fulgurites » – verre qui se forme à partir de la fusion du sable et de la terre lorsqu’ils sont frappés par la foudre). D’autres théories suggèrent que c’est le résultat de processus sédimentaires ou hydrothermaux ; causé par l’explosion massive d’un météore dans les airs ; ou qu'il provenait d'un cratère de météorite voisin.
Aujourd’hui, grâce à la technologie avancée de microscopie, nous pensons avoir la réponse. Avec des collègues d’universités et de centres scientifiques d’Allemagne, d’Égypte et du Maroc, j’ai identifié le verre du désert libyen comme provenant de l’impact d’une météorite sur la surface de la Terre.
Les collisions spatiales sont un processus primaire dans le système solaire, car les planètes et leurs satellites naturels accumulés via les astéroïdes et les embryons de planètes (également appelés planétésimaux) entrent en collision les uns avec les autres. Ces impacts ont également aidé notre planète à se rassembler.
En 1996, les scientifiques ont déterminé que le verre avait près de 29 millions d’années. Une étude ultérieure a suggéré que le matériau source était composé de grains de quartz, recouverts d'un mélange de minéraux argileux et d'oxydes de fer et de titane.
Cette dernière découverte a soulevé davantage de questions, puisque l'âge proposé est plus ancien que le matériel source correspondant dans la zone concernée du désert de la Grande Mer de Sable. Pour faire simple : ces matières premières n’existaient pas à cet endroit il y a 29 millions d’années.
Pour notre étude récente, un co-auteur a obtenu deux morceaux de verre auprès d'un local qui les avait récupérés dans la région d'Al Jaouf, au sud-est de la Libye.
Nous avons étudié les échantillons avec une technique de microscopie électronique à transmission (TEM) de pointe, qui nous permet de voir de minuscules particules de matériau – 20 000 fois plus petites que l’épaisseur d’une feuille de papier. Grâce à cette technique de très fort grossissement, nous avons trouvé de petits minéraux dans ce verre : différents types d'oxyde de zirconium (ZrO₂).
Image TEM haute résolution montrant une minuscule inclusion de zircone cubique à l'intérieur du zircon nouvellement formé. Les réseaux cristallins de deux minéraux sont visibles, ressemblant à une texture de tissu. Auteur fourni, Auteur fourni (pas de réutilisation)Les minéraux sont composés d’éléments chimiques dont les atomes forment un emballage tridimensionnel régulier. Imaginez mettre des œufs ou des bouteilles de soda sur les étagères d’un supermarché : couches superposées pour assurer le stockage le plus efficace possible. De la même manière, les atomes s’assemblent en un réseau cristallin unique pour chaque minéral. Les minéraux qui ont la même composition chimique mais une structure atomique différente (différentes manières de regrouper les atomes dans le réseau cristallin) sont appelés polymorphes.
Un polymorphe de ZrO₂ que nous avons observé dans le verre du désert libyen est appelé zircone cubique – le type que l'on voit dans certains bijoux comme substitut synthétique aux diamants. Ce minéral ne peut se former qu'à haute température comprise entre 2 250°C et 2 700°C.
Un autre polymorphe de ZrO₂ que nous avons observé était un polymorphe très rare appelé ortho-II ou OII. Il se forme à très haute pression – environ 130 000 atmosphères, une unité de pression.
De telles conditions de pression et de température nous ont fourni la preuve de l’origine de l’impact météoritique du verre. En effet, de telles conditions ne peuvent être obtenues dans la croûte terrestre que par un impact de météorite ou l’explosion d’une bombe atomique.
Si notre découverte est correcte (et nous pensons que c’est le cas), le cratère parental – où la météorite a heurté la surface de la Terre – devrait se trouver quelque part à proximité. Les cratères de météorites connus les plus proches, nommés GP et Oasis, mesurent respectivement 2 km et 18 km de diamètre, et sont assez éloignés de l'endroit où le verre que nous avons testé a été trouvé. Ils sont trop éloignés et trop petits pour être considérés comme des cratères parentaux pour des quantités aussi massives de verre d'impact, tous concentrés en un seul endroit.
Le désert de la Grande Mer de Sable. Sylvestre AdamsAinsi, même si nous avons résolu une partie du mystère, d’autres questions demeurent. Où est le cratère parental ? Quelle est sa taille – et où se trouve-t-il ? Aurait-il été érodé, déformé ou recouvert de sable ? D'autres investigations seront nécessaires, probablement sous la forme d'études de télédétection couplées à la géophysique.