Boum-ologie 101

Les météorites, comme celui de 50 m de... (Shutterstock, Turtix)

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Les météorites, comme celui de 50 m de diamètre tombé il y a 50 000 ans en Arizona, explosent littéralement en percutant la Terre. Ils portent une telle énergie cinétique que leurs impacts génèrent suffisamment de chaleur pour faire fondre la roche sur laquelle ils s'écrasent.

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(Québec) «Je me suis toujours demandé si, lors d'un impact météorique avec un géocroiseur de la taille de celui qui a provoqué la dernière extinction, la météorite survit à la collision. Est-ce que l'impact le pulvérise ou est-ce qu'il subsiste une petite montagne? Également, à quelle profondeur un tel impact peut-il creuser le sol? Et, hormis les réactions de surface, comment la terre réagit-elle (changement dans les pôles, changement à l'axe, fractures des plaques tectoniques...)?» demande François Racine, de Québec.

À la fin du XIXe siècle, un éminent géologue américain, Grove Karl Gilbert, se posait exactement les mêmes questions au sujet d'un cratère de l'Arizona, le Meteor Crater, qui fait un peu plus de 1 km de diamètre et 170 m de profondeur. Gilbert raisonnait que si le cratère avait été creusé par un météorite, alors celui-ci devait avoir à peu près la même taille que le «trou» et devait logiquement se trouver juste en dessous dudit cratère, ayant simplement été enseveli par les poussières qui se déposent au fond.

En outre, puisque l'on avait trouvé des fragments de météorite riches en fer dans la région, Gilbert se disait qu'une telle concentration de métal magnétique au fond du cratère suffirait à dérégler une boussole. Il se rendit donc sur place, constata que sa boussole indiquait toujours le nord, et conclut alors le cratère n'avait rien à voir avec les météorites, mais avait dû être creusé par une accumulation de pression souterraine causée par des facteurs entièrement terrestres.

C'était là, bien sûr, une conclusion intégralement erronée, mais il faut dire qu'à l'époque, on ignorait que les géocroiseurs ont des vitesses allant de 10 à 70 kilomètres par seconde. On sait aujourd'hui qu'à si vive allure, pour peu qu'ils «survivent» à leur traversée de l'atmosphère - les objets de moins de 50 mètres de diamètre se désagrègent habituellement au complet avant de frapper le sol, et ceux qui sont faits de glace résistent moins bien que les objets rocheux ou, surtout, métalliques -, les météorites explosent littéralement en percutant le Terre. Ils portent une telle énergie cinétique (ou «de mouvement», si l'on préfère) que leurs impacts génèrent suffisamment de chaleur pour faire fondre la roche sur laquelle ils s'écrasent. Et il leur arrive exactement la même chose : ils se liquéfient, puis se dispersent en gouttelettes avec les tonnes de sols qu'ils éjectent en explosant.

C'est ce qui est arrivé au météorite d'environ 50 m de diamètre tombé il y a 50000 ans en Arizona. L'objet qui a provoqué la disparition des dinosaures il y a 65 millions d'années, lui, appartenait à une autre ligue : à en juger par le cratère de 180 km de diamètre et de près de 1 km de profondeur qu'il a laissé dans ce qui est aujourd'hui le Mexique, le météorite devait mesurer autour de 10 à 15 km, mais il a subi le même sort que les autres : il a été complètement pulvérisé.

C'est d'ailleurs précisément cela qui a fourni une des meilleures preuves de l'ampleur du cataclysme. Aux quatre coins du monde, des paléontologues ont trouvé une mince couche noire de quelques millimètres d'épaisseur séparant les dernières strates du Crétacé (l'ère des dinosaures) et le Tertiaire (ère qui s'est terminée au début de la dernière série de glaciations, il y a 2,6 millions d'années). Et cette mince couche contient des signes clairs d'une origine météoritique, dont le fait qu'elle est très riche en iridium, un élément extrêmement rare sur Terre, mais que l'on trouve en plus grande concentration dans les astéroïdes.

Cela dit, il faut préciser ici qu'il n'est pas entièrement clair que c'est bien cet impact qui a rayé les trois quarts des espèces animales et végétales il y a 65 millions d'années - on connaît aussi des traces d'activité volcanique particulièrement intense autour de la même période- ni par quel mécanisme. Les quantités inouïes de poussières soulevées par l'un ou l'autre de ces cataclysmes ont pu bloquer les rayons du Soleil et faire plonger les températures suffisamment pour tuer presque tout. Il est aussi possible que ces poussières aient été riches en soufre et aient acidifié les pluies jusqu'à les rendre toxiques.

Maintenant, quelles conséquences peut avoir une telle catastrophe sur la Terre elle-même? Du point de vue de l'orbite terrestre et de son axe de rotation, le choc a eu des effets «négligeables», selon un simulateur d'impact mis au point par des chercheurs du Collège impérial de Londres et de l'Université Purdue.

Cependant, des chocs aussi violents ont tout un train de conséquences sur les sols. D'abord, comme on s'en doute, en plus de creuser leur cratère, ils fracturent la croûte terrestre sur des kilomètres de profondeur-voire des dizaines de kilomètres dans le cas de météorites comme celui qui a marqué la fin du Crétacé. Ensuite, on voit souvent dans les cratères une «remontée centrale», sorte de bosse qui surgit en plein milieu du trou parce qu'immédiatement après la collision, le sol «rebondit», comme l'eau fait quand on lance quelque chose dedans - et soulignons qu'il ne s'agit pas des restes de météorites.

Enfin, les pressions et la chaleur intenses qui s'exercent brutalement sur la roche lui font subir diverses transformations. On peut, par exemple, voir dans la roche aux alentours, jusqu'à une certaine profondeur, de minuscules sphères vitrées qui ne se forment que dans des conditions extrêmes comme celles qui ont cours lors de la chute d'une météorite. De même, les ondes de choc sont telles qu'elles peuvent imprimer dans la roche des motifs en forme de cônes - et hormis les météorites, les explosions nucléaires sont la seule autre origine connue de ces cônes.

***

Sources :

ROBERT MARCUS et autres. «Impact Effect: Chicxulub», Earth Impact Effect Program, Imperial College/Purdue, 2010. goo.gl/pSLMVD

RICHARD COWEN. «The K-T Extinction», Tracking the Course of Evolution, Berkeley, 2000. goo.gl/9IqgSy

S.A. «The History of the Crater», The Barringer Meteorite Crater, 2010. goo.gl/IP7cFP

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