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Histoires d'impacts

Document NHK.

Les risques et les conséquences d'un impact météoritique

De la poussière au météorite (I)

Météores et météorites sont deux substantifs qui définissent en fait le même objet interplanétaire, à la différence près que le second atteint le sol, ainsi que nous l'avons expliqué dans la page consacrée aux classes de météoroïdes. Tous deux sont des météoroïdes provenant de la désintégration des comètes ou de fragments d'astéroïdes et ont été formés il y a plusieurs milliards d'années.

La plupart des météorites sont microscopiques et se vaporisent dans les couches denses de l'atmosphère. Les fragments qui ont résisté à la friction atmosphérique sont d'ordinaires des "poids lourds", reliquats de roches mesurant à l'origine quelques centimètres à plusieurs dizaines de mètres de diamètre et pesant jusqu'à plusieurs centaines de tonnes. Bien sûr de telles chutes de météorites sont rarissimes, et c'est heureux pour l'espèce humaine.

Combien de météorites tombent sur la Terre ? Chaque jour qui passe voit des millions de microparticules d'un dixième de millimètre recouvrir la surface terrestre. La quantité de météoroïdes qui frappe chaque jour la haute atmosphère varie entre 0.4 et 110 tonnes par jour avec un maximum estimé à 300 tonnes par jour (cf. C.S. Gradner et al., 2014), ce qui porte la moyenne à 33 tonnes selon la NASA. La plupart de ces poussières brûlent dans l'atmosphère et n'atteignent pas le sol.

Les seules traces visibles de cette poussière interplanétaire sont la fameuse lumière zodiacale et le gegenshein. Cette poussière météoritique dispersée tout au long de l'orbite terrestre influence le grand-axe de son orbite. En l'espace de quelques millénaires elle diminue sa longueur et finit par modifier la durée de l’année.

Selon la base de données de la Meteoritical Society, on observa 779 chutes de météoroïdes entre 1900 et 2018 soit une moyenne de 6.6 chutes par an. En 1994, le Département de la Défense américain estimait qu'au moins 100 bolides explosent chaque année dans l'atmosphère libérant une énergie supérieure à 1 kT de TNT, soit plus de 1011 Joules.

A voir : Meteor/Meteorite Films

Une collection de films rassemblés par Meteorites Australia

A lire : Météores et météorites. Terminologie (PDF), AMS

De la poussière au météorite. A gauche, la lumière zodiacale et Vénus. Document de Rudi Dobesberger. A droite, entrée atmosphérique de la future météorite de Peekskill qui tomba le 9 octobre 1992 près de New York. Cliquer sur l'image pour lancer le film de M.Eichmiller, Altoona, PA (mpeg de 973 kb).

Selon le physicien Dave Ansel de l'Université de Cambridge et fondateur de l'entreprise Sciansell, la Terre accumule chaque année 40000 tonnes de météorites et de poussière cosmique, y compris environ 5200 tonnes de micrométéorites d'une taille comprise ~50 µm et 2 mm de diamètre (cf. J.Rojas et al., 2021).

Selon la base de données de la Meteoritical Society, à ce jour plus de 65000 météorites ont été classifiés. Notons que la Lune et les autres planètes doivent être frappées par autant de météorites, d'autant plus que notre satellite n'a pas d'atmosphère pour les brûler.

Depuis la naissance de notre planète, on estime que les météorites se sont accumulés sur 3 mètres d'épaisseur, enrichissant la terre de silicates et de métaux. Pensez que lorsque vous retournerez la terre, vous soulèverez aussi un peu de poussière cosmique...

Quel est l'intérêt d'étudier les impacts terrestres ? Jusqu'à l'avènement de la conquête spatiale, les cratères ou astroblèmes terrestres n'étaient qu'une curiosité géologique sans grand intérêt scientifique. Mais suite à l'exploration du système solaire par une armada de sondes spatiales, les scientifiques se sont rendus compte que toutes les planètes et tous les satellites étaient criblés de cratères d'impacts et que la Lune, surtout sa face cachée, n'avait pas échappée à ce bombardement.

Dynamique d'un impact météoritique sur la Terre, Mars et la Lune. Sur la Terre, tout météoroïde dense d'au moins 10 mètres de diamètre pesant quelques milliers de tonnes pénétrant dans l'atmosphère risque de percuter le sol (ou de tomber dans l'eau). Document D.Ducos/IPGP et T.Lombry.

Après analyse il s'est avéré qu'entre 4.6 et 3.9 milliards d'années d'ici le système solaire en gestation était grosso modo un immense disque de gaz et de poussières en rotation composé de petits corps qui n'avaient de cesse de se lier à de plus gros par l'effet de la gravitation. Cette phase d'accrétion se produisit dans le dernier stade de l'évolution du système protosolaire (cf. la genèse du système solaire).

A cette époque, au hasard des rencontres, on pense qu'un astre de la taille de Mars est entré en collision avec la jeune Gaïa, la future Terre porteuse de l'Humanité. De leur union serait née la Lune. Ca c'est la version poétique. En fait l'impact fut si violent qu'il a vraisemblablement projeté dans l'espace une quantité colossale de matériaux vaporisés qui, graduellement, se sont condensés, accrétés et cristallisés pour former notre satellite. Tous les relevés isotopiques ainsi que l'abondance des éléments trouvés sur la Lune confirment que sa constitution est identique à celle de la Terre. Elle fut cependant trop petite pour conserver son atmosphère et mourut précocement par arrêt cardiaque. Aujourd'hui ses seules vibrations sont celles provoquées par les impacts météoritiques sur sa surface couverte de débris cosmiques. Mais revenons sur Terre.

On pense également que les impacts ont contribué à la formation de notre atmosphère en provoquant le dégazage de la croûte terrestre tout en constituant des réserves de matière volatile (gaz).

Bassins d'impacts extraterrestres

Aitkin sur la face cachée de la Lune : 2000 km de diamètre. Document NRL/Clémentine.

Caloris sur Mercure : 700 km de diamètre. Document NASA/Mariner10

Valhalla sur le satellite Callisto de Jupiter : 600 km de diamètre avec des remparts concentriques qui s'étendent dans un rayon de 1400 km. Document NASA/Voyager 1.

Odysseus sur le satellite Téthys de Saturne : 450 km de diamètre.

Document NASA/Cassini.

D'un autre côté, ces évènements furent de bon aloi car ils eurent d'importantes retombées économiques. En effet, les météorites ont contribué à former des gisements de minerais (fer, cuivre, nickel, ...) un peu partout sur Terre qui, aujourd'hui font la richesse de l'Afrique du Sud ou de certaines régions du Canada, de Russie ou d'Australie. Demain nous ferons de même avec le sous-sol lunaire et celui des astéroïdes. Les cratères d'impacts quant à eux ont permis aux organismes morts de constituer des réserves fossiles de pétrole ou de gaz.

Enfin, des indices que nous allons analyser indiquent qu'au moins un évènement d'origine cosmique marqua l'extinction des dinosaures il y a environ 66 millions d'années. Tout porte à croire qu'un impact météoritique majeur en est responsable.

Sachant par ailleurs que de petits astéroïdes et des comètes circulent régulièrement à quelques dizaines ou centaines de milliers de kilomètres de la Terre (les NEO), il y a tout lieu de s'y intéresser de près pour éviter d'être prochainement classer parmi les espèces disparues, quoique d'autres causes plus proches de notre quotidien peuvent produire le même résultat.

Morphologie des cratères

La meilleure image que l'on puisse donner d'un cratère est d'observer la Lune sur laquelle les effets de l'érosion comme nous la connaissons (vent, eau, tectonique, etc) n'existe pas. Qu'observons-nous ?

Cratères d'impacts lunaires

Archimedes

Archimèdes, 82 km

Copernic, 107 km

Théophile, 110 km

Documents T.Legault et Astroarts

La structure la plus simple est une dépression en forme de bol. La sélénologue Winifred S. Cameron, spécialiste lunaire émérite auprès de la NASA définit un cratère comme étant "une dépression quasi circulaire dans la surface, entourée de remparts élevés. Vis-à-vis du niveau moyen de référence, le fond du cratère se trouve sous le niveau 0. Les cratères peuvent avoir une forme conique, circulaire, présenter des parois très peu élevées ou un fond plat, avoir un pic ou un cratère central. Leur taille varie de quelques millimètres à 300 km. Les remparts peuvent présenter des parois douces ou des terrasses, cette dernière étant largement représentée parmi les grands cratères (diamètre supérieur à 25 km)".

A mesure que la taille du cratère augmente, le pic central unique est remplacé par un ou plusieurs anneaux de pics formant localement de véritables chaînes de montagnes. Elles sont constituées de débris (brèches) et de matière fondues sous l'impact. On parle alors de "bassin d'impact".

Prochain chapitre

Les cratères d'impacts terrestres

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