L’âge du système solaire, issu de l’étude des météorites (considérées comme le matériau le plus ancien accessible autour) est proche de 5 milliards d’années; celui de la Terre est pris comme 4,6 milliards d’années. Les roches les plus anciennes de la Terre sont datées de 3,8 milliards d’années. Certaines de ces roches anciennes ont déjà des signes de formes de vie avancées, ce qu’on appelle des « fossiles chimiques », des matières minérales qui ont des propriétés étranges censées résulter de processus vitaux.
L’une des observations les plus surprenantes dans le monde naturel est sûrement que des pierres peuvent tomber du ciel. La plupart d’entre eux sont très petits et brûlent dans l’atmosphère. La nuit, leurs traînées peuvent être vues comme des « étoiles filantes » ou des « étoiles filantes », interprétations folkloriques erronées préservées dans le langage. Si elles sont suffisamment grandes, ces particules peuvent atteindre le sol (ou l’océan) sous forme de petites gouttelettes de roche en fusion. Ceux-ci sont assez bien connus des gisements profonds. S’ils sont plus grands, de plusieurs cm de diamètre, ils peuvent survivre à la chute comme un caillou de roche d’origine, avec une croûte vitreuse. Parfois, les météorites sont assez grosses. L’un d’eux a fait le cratère de Météores en Arizona (voir photo ci-dessus). Chaque année, on estime qu’environ 10 000 tonnes de pierre et de métal pleuvent sur Terre, presque tous des objets de taille inférieure à 1 mm.
Quels sont ces objets et d’où viennent les météorites ?
Les météorites peuvent être faites de pierre ou de fer. En fait, les météorites de fer étaient des objets prisés dans les premiers jours de la civilisation, car elles fournissaient un métal ouvrable beaucoup plus dur et plus résistant que le cuivre ou le bronze. (Cela est dû à la teneur élevée en nickel; le fer ordinaire est beaucoup plus doux.) De loin la plus grande partie des météorites est de la variété pierreuse. Un bon endroit pour trouver des météorites est l’endroit où les gens n’ont jamais regardé auparavant et où les pierres ne devraient normalement pas se produire – à savoir sur la glace recouvrant l’Antarctique. Des centaines de météorites ont été récupérées dans cette région depuis que les géologues japonais ont découvert l’endroit comme station de collecte idéale en 1969. Certains des fragments proviendraient de la Lune et même de Mars. Mais la majeure partie est considérée comme des restes de l’époque de l’origine du système solaire, peut-être des fragments d’une ou plusieurs planètes, formés tôt au cours de l’histoire du système solaire et bientôt à nouveau détruits par collision. De tels débris sont abondants dans la « ceinture d’astéroïdes », située entre les orbites de Mars et de Jupiter. D’autres objets peuvent être des débris de comètes désintégrées, comme le suggère la périodicité des pluies de météorites après la disparition de certaines comètes.
Comme mentionné, de nombreuses météorites étudiées se sont avérées très anciennes, plus de 4 milliards d’années en fait. Ils contiennent donc un souvenir des premiers jours du système solaire. Du fait même qu’il existe des météorites pierreuses et de fer, on peut déduire qu’elles ont une planète comme source et qu’une ou plusieurs planètes ont donc dû se former très tôt dans l’histoire du système.
La raison en est qu’une planète est nécessaire pour fournir la force gravitationnelle nécessaire pour séparer les métaux lourds (fer et nickel) de la poussière accrétée en un noyau métallique. La matière devait être fondue, au moins en partie, de sorte que toute planète mère était chaude. L’énergie de chauffage était fournie par la collision et la contraction, et probablement aussi par la désintégration radioactive interne. Il a été suggéré qu’il y avait encore des éléments radioactifs nouvellement fabriqués après une explosion de supernova à proximité, ce qui aurait pu fournir la chaleur nécessaire à la fonte de la roche. Si tel est le cas, la formation de planètes doit avoir commencé très tôt après que les débris de supernova se sont rassemblés dans un corps central en croissance et son disque rotatif au premier stade de la formation du système solaire (stade de la « nébuleuse solaire »).
À l’intérieur de ce disque rotatif, il y avait des orbites préférées, où des anneaux de gaz et de poussière pouvaient se déplacer autour de l’étoile émergente au centre, sans avoir à quitter à cause de la perturbation gravitationnelle des planètes en croissance adjacentes. Chaque anneau a finalement produit une planète, en commençant par Mercure. Le jeune Soleil n’avait pas encore trouvé d’équilibre à long terme; il brûlait chaud et variablement et avec un fort vent solaire. Le gaz dans les anneaux intérieurs a été soufflé vers les anneaux extérieurs, alimentant les grandes planètes gazeuses qui s’y développaient. Les anneaux intérieurs concentraient les solides en grands corps, faisant les planètes rocheuses que nous connaissons. Certaines d’entre elles (Vénus et la Terre) étaient assez grandes pour reconstituer les enveloppes gazeuses de leurs corps rocheux et conserver leur atmosphère malgré le rayonnement du Soleil.
Quelle que soit la planète (ou les planètes) formée à côté de Jupiter et à l’intérieur de son orbite était vouée à l’échec, peut-être à cause des perturbations gravitationnelles de cette plus grande de toutes les planètes, conduisant à une collision et à une rupture. Le matériau restant dans cet anneau constitue la ceinture d’astéroïdes, avec une masse d’environ 2% de celle de la lune. L’objet le plus gros est l’astéroïde Cérès, qui mesure un peu moins de 1000 km de diamètre. Les objets rocheux de cette ceinture ont la composition familière des météorites, pour autant que cela puisse être établi.