Les cratères d'impact

Mystères de la terre

Les Cratères d'impact  

Un cratère d'impact est la dépression de forme plus ou moins circulaire issue de la collision d'un objet sur un autre de taille suffisamment grande pour qu'il ne soit pas complètement détruit par l'impact. L'expression est particulièrement utilisée en astronomie pour désigner le résultat de la collision d'objets célestes (un astéroïde ou une comète impactant une planète par exemple).

 Plus généralement, on désigne sous le terme astroblème l'ensemble des conséquences de l'impact. Le cratère n'est qu'un des éléments constitutifs de l'astroblème. 

 Les cratères terrestres
 
Sur Terre les cratères d'impact sont rarement faciles à identifier. Jusqu'aux années soixante, début de « l'ère spatiale », ils étaient, sauf rares exceptions, rapportés à des phénomènes volcaniques. Les progrès apportés par les études spatiales, le développement de l'imagerie géologique, satellitaire ou géophysique, ont permis aux géologues de rectifier peu à peu les anciennes confusions tout en multipliant les nouvelles découvertes.

Toutefois, des conditions propres à la Terre dégradent rapidement les cratères :

la Terre dispose d'une atmosphère très protectrice, ainsi la plupart des météorites de moins de 10 m de diamètre ne parviennent pas jusqu'au sol. Les météorites plus grosses (jusqu'à 20 m) explosent en vol et leurs fragments sont trop ralentis et n'ont plus assez d'énergie pour laisser de gros cratères ; la Terre subit l'érosion par ruissellement d'eau, et par l'effet du vent ;
la vie, phénomène qui prend sur Terre une ampleur unique dans le système solaire, accélère considérablement la vitesse de sédimentation dans l'eau, en surface elle génère l'accumulation des couches végétales, ce qui recouvre les cratères ;
la tectonique est encore active, et les plaques continuent donc à se chevaucher allégrement. Une grande partie de la surface terrestre est donc constamment renouvelée en remplacement d'une autre qui disparaît ; 70 % de la surface de la planète est recouverte d'eau qui atténue les effets de l'impact. 

La Lune qui ne possède ni eau (ou presque), ni atmosphère, ni vie, conserve les cicatrices laissées par tous les impacts qu'elle a reçus depuis que sa tectonique s'est figée. Cela donne une bonne indication sur la quantité d'objets célestes qui ont percuté la Terre.

Les impacts qui ont laissé des grands cratères (de plus d'une centaine de kilomètres de diamètre) sont vraisemblablement impliqués dans l'évolution des espèces vivantes. Par exemple, l'impact qui a généré le cratère de Chicxulub a contribué à l'extinction massive entre le Crétacé et le Tertiaire, dont les dinosaures sont les plus célèbres victimes.

On découvre aussi que divers gisements de richesses métalliques sont liés à de tels impacts comme les gisements d'or et de platine de Sudbury au Canada.

 Vocabulaire associé aux impacts étude des cratères générés par des impacts météoritiques nécessite l’utilisation d’un vocabulaire et de définitions propres à bien décrire leurs caractéristiques géométriques.

En 1998, puis en 2004, des scientifiques ont posé les définitions principales qui décrivent les divers paramètres et formes des cratères d'impact. Ils encouragent fortement les personnes étudiant les impacts à employer la même terminologie.

En 2005, une partie de ces auteurs a réalisé un programme de calcul des effets d’un impact apportant quelques retouches à ces définitions et en ajoutant de nouvelles. 

Lorsque la météorite arrive au sol, elle y pénètre rapidement en se vaporisant sous l’énorme énergie de l’impact. Le sol se comporte comme une matière élastique, à sa mesure, et s’enfonce profondément, tout en se vaporisant et en se fracturant. Au bout de quelques secondes, le trou parvient à sa dimension maximale, c'est le cratère transitoire (transient crater).

Un livre à lire :

Ensuite, le sol reprend sa place, c'est le rebond (rebound). Il ne reste à la fin qu’un cratère final (final crater) dont la forme dépend du volume de sous-sol vaporisé et éjecté, de la compression résiduelle dans les roches, de la puissance du rebond, et des glissements de terrains et éboulements des parois et des retombées. Le cratère final mettra quelques semaines ou mois à se stabiliser avant que l’érosion ne l’entame.

C'est l'angle avec lequel la météorite percute le sol qui influe sur la circularité du cratère, et non la forme de la météorite. Plus l'angle est rasant, plus le cratère sera allongé, mais c'est en dessous d'un angle de 45° que l'allongement sera notable.

Aujourd’hui, la plupart des grands cratères ne sont visibles que sous leur forme érodée et l'on ne peut mesurer qu’un cratère apparent (apparent crater) dont la forme est plus ou moins visible selon le degré de l’érosion, des recharges en sédiments ou des mouvements du sous-sol.

Lors du rebond, et quand la taille du cratère est suffisante, le centre se soulève plus que les alentours, un peu comme une goutte d'eau. Il se forme un soulèvement central (central uplift) plus ou moins important qui peut remonter plus haut que le fond du cratère. Il se forme alors un pic central (central peak) plus ou moins prononcé.

Les cratères présentant un pic central sont appelés des cratères complexes (complex crater) en opposition aux cratères simples (simple crater) qui n'en possèdent pas. En pratique, sur Terre, les cratères dont le diamètre final fait moins de 3,2 kilomètres sont simples, au delà, ils sont complexes (ce qui correspond à un diamètre transitoire d’environ 2,6 kilomètres).

La transition entre cratère simple et cratère complexe ne se fait pas brutalement. Entre le cratère simple dont la cavité est en forme de bol et le cratère complexe avec pic central, on trouve le cratère de transition (transition crater) dont la forme ressemble à un bol à fond plat.

Dans les très gros impacts, le pic central peut s’élever au-delà de sa hauteur de stabilité et retomber à nouveau, créant de fait un cratère à anneaux multiples (multi-ring crater) qui est une forme de cratère complexe. Le pic central est remplacé par une structure annulaire centrale plus ou moins prononcée, l'anneau central (peak ring).

Lorsque la météorite est suffisamment grosse pour percer la croûte et provoquer des épanchements magmatiques, on parle de bassin (basin) et non plus de cratère.
(source : wikipedia)

Les plus grands cratères du monde

 
Vredefort en Afrique du Sud
Sudbury Ontario, Canada
Chicxulub Yucatan, Mexique 
Popigai, Russie 
Manicouagan Québec, Canada
Acraman en Australie 
Chesapeak Bay Virginie, Etats-Unis
Puchezh-Katunki en Russie 
Morokweng en Afrique du Sud 
Kara en Russie 
Beaverhead Montana, Etats-Unis
Tookoonooka Queensland, Australie
Charlevoix Québec, Canada 
Siljan en Suède 
Kara-Kul au Tadjikistan

 
La déforestation en Afrique centrale vient de révéler ce qui pourrait être l'un des plus gros cratères d'impact découverts ces dix dernières années.

La structure en anneau repérée au centre de la République démocratique du Congo s'étend sur 36 à 46km de largeur. Elle domine le terrain alentour d'une cinquantaine de mètres et est entourée par la rivière Una qui souligne sa courbe. Cette structure pourrait résulter de la chute d'un astéroïde de 2 km de diamètre, voici quelque 60 millions d'années.

Afin de confirmer cette origine céleste, des experts de l'université de Padoue (Italie) vont rechercher sur place la présence de « quartz choqués ». Cette forme minérale est créée lorsque la roche est soumise à l'intense pression d'un impact à très grande vitesse.

Aude Pétin, le 11 mars 2010
(source : cieletespace)

  

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