impacts météoritiques

LES IMPACTS

Plan

Introduction

Explosions

Cratères d’impact

Fréquences des impacts

Cratères à anneaux

Cratères multi-ring et bassins d’impact

Cratères à pic

Autres preuves des impacts …

Cratères simples

IntroductionSi l’objet est poreux ou fragile (météorite ou comète) ou si il subit un freinage aérodynamique très fort :

il explose en de nombreux fragments à quelques km d’altitude.libérant son énergie sous forme de chaleur et onde de choc.

Si il est de forte densité , il génère un cratère ou un astroblème avec érection d’une chaîne de montagne (il est parfois enfoui au centre du cratère).

Le cratère d’impact fait théoriquement 24 fois la taille de la météorite mais certains cratères peuvent être plus grands si l'impulsion est très élevée et le corps très dense.

EXPLOSIONS ?

Toungouska, Sibérie, 30 juin 1908, 7h

Objet très brillant visible à plus de 360 kmUne explosion perçue à plus de 1000 km

Taïga rasée dans un rayon de 45 km

Incendie à plus de 20 kmOnde de chaleur à plus de 40 km

Arbres couchés à plus de 200 km

Ciel « embrasé » pendant plus de deux mois

Objet d’un peu plus de 50 m et de près de 100 000 tonnesExplosion – fragmentation en altitude, dans les basses couchesFragment de la comète de Encke ?

1908 1927 à 20 km1927

1938 à 20O km

1998 à 10 km

Brésil – Pérou, 8 août 1930 ?

Bodaibo, 25 septembre 2002 ?

LES DIFFERENTS TYPES DE CRATERES

Le diamètre et les caractéristiques d'un cratère dépendent :

- de la taille - de la vitesse - de l’angle de la trajectoire- de la nature (masse, densité …) du projectile.

Mais aussi :

- de la masse - de la densité - de la gravité de l’objet impacté.

On distingue :

- Les cratères simples

- Les cratères complexes (astroblèmes)

Parmi les cratères complexes, on reconnaît :

- Les cratères à pic- Les cratères à anneau- Les cratères multi-anneaux- Les bassins d’impacts

Cratères simples

dont le plus connu est Barringer Meteor Crater

Meteor Crater, 1186 m, 50 000 ans

Meteor Crater, 1186 m, 50 000 ans

Pretoria Saltpan, 1130 m, 220 000 ans

New Quebec, 3440 m, 1,4 Ma

Lonar, 1830 m, 52 000 ans

Wolfe Creek, 875 m, 300 000 ans

Pilot, 6 km, 445 Ma

Deep Bay, 13 km, 100 Ma

Siljan, 52 km, 358 Ma

Dans le système solaire où l’érosion les a préservés, et en se basant sur la lune, Chuck Wood et Leif Andersson du Lunar & Planetary Lab distinguent trois grandes catégories :

- ALC

- BIO

- SOS

ALC

Ce type de cratère de petite taille (10 km au plus) est en forme de bol sans fond plat. L’archétype de ce modèle est le cratère Albategnius C.

BIO

Ce type de cratère est similaire à ALC mais légèrement plus grand et avec un fond plat. Le diamètre moyen est de 15 km. L’archétype lunaire est Biot.

SOS

Le sol intérieur de ce type de cratère large et plat sans pic central. Les murs intérieurs ne sont pas terrassés. Le diamètre est de l’ordre de 15-25 km. L’archétype lunaire est le cratère Sosigenes.

… et ailleurs …

Cratères à pics

Mannicouagan, 100 km, 210 Ma

Mjolnir, 40 km, 143 MaNicholson, 13 km, 400 Ma

Dans le système solaire, en particulier sur la lune, on reconnait les types :

- TRI

- TYC

TRI

Ces cratères complexes sont assez larges et les murs intérieurs se sont effondrés sur le plancher. Ils peuvent atteindre un diamètre de 15 à 50 km. L’archétype est Triesnecker.

TYCCes cratères ont un diamètre compris entre 50 et 200 km avec des murs intérieurs terrassés et un plancher relativement plat avec pic plus ou moins conservé. Le cratère Tycho est l’archétype de cette classe.

… et ailleurs …

Mimas (Saturne)Yuti (Mars)

Le diamètre de transition entre les cratères simples et complexes dépend principalement de la force de gravité de la planète :

plus grosse est la planète, plus forte est la gravité et plus petit est le diamètre de transition vers les cratères complexes.

Par exemple: un pic central apparaît dans les cratères martiens dont la taille est supérieure à 10 km. Sur Terre, les pics apparaissent bien plus rapidement, vers 2 à 3 km. Pour des cratères terriens de 15 kilomètres de diamètre, on observe déjà un anneau montagneux.

Cratères à anneau

Clearwater Lakes, 36 km, 270 MaAorounga, 13 km, 345 Ma

Upheaval Dome, 10 km, 65 Ma Mistastin, 28 km, 38 Ma

Lowell (Mars)

… et ailleurs …

Cratères multi-ring

Araguainha Dome, 40 km, 247 Ma Popigai, 100 km, 35 Ma

Richat, 45 km, Vredefort, 300 km, 2 Ga

Chicxulub, 170 km, 65 Ma

Récemment … sous les glaces de l’Antarctique …

Un mascon de 320 km

Un cratère de 480 km ?

Un âge possible de 250 Ma (fin Permien)

… et ailleurs …

Bassins d’impact

Il n’y a aucune raison de penser qu’il n’y en a pas eu sur la Terre … mais ils n’ont guère été préservés … ou n’ont pas encore été mis en évidence

Ces bassins d’impact sont nombreux sur les autres planètes internes et les satellites

Mars, Argyre, 1400kmMercure, Caloris, 1300km

Ganymède (Jupiter)Callisto (Jupiter)

Le bassin Valhalla4000 km15 anneaux350 km au centre

Le record !

Cratères particuliers

Orcus Patera (Mars)

QUELQUES CELEBRITES …

Earth Impact Database

Rochechouart∅ 23 km

Le champ de cratères de Sikhote-Alin, 1947

Le champ de cratères de Gilf-Kebir

AUTRES PREUVES DES IMPACTS …

Tectites …Quartz choqués …Magnétites nickélifères …

Cônes de pression …

Tsunamites …Brèches …

Diamants …Acides aminés …

Extinctions brutales …

Suie …

Anomalies en iridium et autres métaux …

Onde de choc …

Tectites, microtectites, sphérules, larmes …

Dans les très grands impacts, quelques millièmes de seconde avant que la météorite touche la surface, la couche frontale de gaz comprimés peut fondre les roches et les éjecter sous forme de gouttes qui peuvent retomber très loin

Quartz choqués

Polymorphes haute pression de la silice

… tels que la stishovite ou la coésite formés au dépens du quartz …

Magnétites nickélifères

Anomalies en iridium et autres métaux …

Anomalie positive en iridium …

mais couplée avec des anomalies négatives en chrome et nickel …

Micro-diamants …

… aux dépens du graphite des gneiss, quand la pression atteint 500 à 700 kb (cf. Popigaï, Ries, …)

Acides aminés …

... comme par exemple l’acide butyrique ou l’isovaline racémique … absents sur terre mais présents dans des chondrites …

Suie … Hydrocarbures aromatiques … Combustion d’arbres …

… embrasement de l’atmosphère par l’échauffement des particules projetées.

La température a pu monter localement à plus de 400° C … d’où des incendies de forêts

Ondes de choc …

… pouvant coucher la végétation (cf. Tunguska)

… en 1938, à 200 km …

… à plus de 20 km/s avec des vents à 500 km/h à plus de 1000 km de l’impact

Cônes de pression … … ou cônes de percussion (shatter cone)

Brèches …

… de dislocation… de retombée

Tsunamites

Les impacts permettent d’expliquer le caractère brutal de certaines extinctions

cf. spores/pollens

ainsi que des extinctions de masse par empoisonnement (mais voir aussi volcanisme de trapp)

La participation d’un (ou de plusieurs) impact(s) dans une crise est :

- confirmée pour la crise K/T- probable pour la crise fini-triasique- envisagée pour la crise fini-dévonienne- envisagée pour la crise fini-permienne- envisagée pour une crise pré-édiacarienne

Mais tous les impacts n’ont pas donné lieu à des extinctions

Crise K/T, impact de Chicxulub (Yucatan), 170 km

Crise fini-triasique, catena de Manicouagan, 180 km

Crise fini-dévonienne, Siljan en Suède, 52 km

Crise fini-permienne, impact en Antarctique, 480 km

Crise pré-édiacarienne, impact d’Acraman en Australie

Diamètre : 90-150 kmAge : 570-580 Ma

Ejecta à plus de 500 km

FREQUENCES DES IMPACTS

Références

1) Pierre Gillet - Chocs dans le système solaire Planet-terre

2)

Conclusion

La curiosité de l’Homme nous mène vers de nouveaux horizons…