Comment l'impact d'un astéroïde peut créer instantanément des 'Himalayas'
Publié par Adrien le 09/12/2018 à 08:00
Source: CNRS-INSU
Il y a environ 66 millions d'années, à la fin du Crétacé, un astéroïde de la taille d'une petite ville est entré en collision avec la Terre, mettant fin au règne des dinosaures et éradiquant 76% des espèces de la planète. Les scientifiques ont récemment dressé un tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) détaillé des minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon, levée sur le terrain....) qui ont suivi l'impact géant grâce à l'analyse des roches forées en 2016 au sein du cratère de Chicxulub (Le cratère de Chicxulub est d'après plusieurs scientifiques un cratère provoqué par la chute d'une météorite de près de 10 kilomètres de diamètre qui se serait abattue sur la Terre il y a environ 65 millions...), au Mexique. Pendant un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), les roches brisées ont subi un processus de fluidisation acoustique (L’acoustique est une branche de la physique dont l’objet est l’étude des sons et des ondes mécaniques. Elle fait appel aux phénomènes ondulatoires et à la mécanique...) et se sont littéralement comportées comme un fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des fluides peu compressibles. Dans...). Beaucoup de théories ont été proposées pour expliquer le mécanisme qui permet à cette fluidisation de se produire. Nous savons maintenant que ce sont de très fortes vibrations qui secouent constamment et suffisamment la roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du sous-sol est formé par un assemblage de...) pour lui permettre de "couler". Ce sont les résultats d'une étude récemment publiée par une équipe internationale de scientifiques.


Échantillon de carotte (La carotte (Daucus carota) est une plante bisannuelle de la famille des apiacées (anciennement ombellifères), largement cultivée pour sa racine pivotante charnue,...) prélevé pendant la mission de forage en mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) en 2016. @: D. Smith-ECORD_IODP
Les grandes structures d'impact de météorites observées dans notre système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système...) possèdent des reliefs topographiques prononcés en forme d'anneaux. Ces anneaux culminent à l'intérieur des cratères à plusieurs centaines de mètres au-dessus du sol du cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine météoritique, voir Cratère d'impact Pour le cratère...) qui est plat. Ils se sont formés à partir des roches profondes qui étaient présentes au point (Graphie) d'impact et qui ont été soulevées en quelques minutes lors du choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.). Comment ces structures topographiques se forment reste un mystère.

Pour être déplacées rapidement sur des grandes distances, les roches doivent avoir été affaiblies de façon drastique. Elles doivent néanmoins aussi avoir conservé suffisamment de cohésion pour ensuite construire et maintenir les reliefs topographiques. Les mécanismes de déformation de la roche qui entraînent un changement aussi extrême au cours de la formation du cratère sont en grande partie inconnus et ont été débattus pendant des décennies. Les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête...) directes sont extrêmement limitées car les grands anneaux topographiques des cratères extra-terrestres peuvent uniquement être étudiés par télédétection (La télédétection désigne, dans son acception la plus large, la mesure ou l'acquisition d'informations sur un objet ou un phénomène, par l'intermédiaire d'un instrument de mesure...), ne fournissant que peu d'informations sur la partie enfouie de la structure.

Sur la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...), le cratère de Chicxulub, large d'environ 200km, est la seule structure d'impact presque intacte et ayant un anneau topographique central bien préservé. Des simulations numériques ont montré que le cratère se serait formé en quelques minutes. L'anneau central serait constitué de roches initialement localisées à 10 km de profondeur et qui auraient été projetées dans les airs, formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et inversement. Chaque voyelle se...) momentanément une montagne (Une montagne est une structure topographique significative en relief positif, située à la surface d'astres de type tellurique (planète tellurique, satellites comme la Lune), et faisant...) plus haute que l'Everest (EVEREST (anciennement AIDA32 racheté par Lavalys fin décembre 2003), est un logiciel en français qui affiche de nombreuses informations détaillées à propos de l'ordinateur sur lequel il est exécuté. Le...), avant de s'effondrer sur elles-mêmes. Une équipe internationale de 33 scientifiques a pour la première fois put tester cette hypothèse et décrire la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) de mécanismes de déformation qui correspond aux différentes étapes du processus de cratérisation.

Les carottes de roche contenant les enregistrements de ce processus ont été extraites du cratère de Chicxulub en 2016, lors d'une mission de forage scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) réalisée dans le cadre des programmes internationaux IODP (International Ocean Discovery Program) et ICDP (International Continental Scientific Drilling Program). De nombreux chercheurs internationaux y ont participé, dont des chercheurs français du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) et des universités d'Aix-Marseille, de Bourgogne, de Strasbourg et de Montpellier. Le cratère de Chicxulub est en partie localisé en mer sur la plateforme du Yucatan, au Mexique, et les roches formant l'anneau topographique sont est actuellement enfouies sous des centaines de mètres de sédiments et de roches. L'équipe internationale de chercheurs a donc réalisé un forage de 1300 m de profondeur et remonté plus de 800 m de carottes qui renseignent sur l'impact lui-même, ses conséquences, et les modalités de retour de la vie (La vie est le nom donné :) après l'impact. Plusieurs études préalablement publiées dans les revues Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large. L'ensemble de...) et Nature montrent ainsi à quel point ce forage est unique et fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés...) un jeu d'informations sans précédent. Dans cette nouvelle étude menée par l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Hambourg (Allemagne), les scientifiques se sont concentrés sur les différents mécanismes de déformation, leur chronologie relative et leur contribution dans les différentes étapes de cratérisation, y compris lors de formation de l'anneau central.

Les carottes récupérées grâce au forage présentent différentes structures de déformations macroscopiques qui attestent d'état de contraintes très variables lors de l'impact et démontrent le comportement mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission,...) parfois extrême des roches. Grâce à ces observations et à des simulations numériques, les chercheurs ont ainsi pu confirmer le rôle dominant du mécanisme de fluidisation acoustique faisant suite au passage de l'onde de choc (Une onde de choc est un type d'onde, mécanique ou d'une autre nature, associé à l'idée d'une transition brutale. Elle peut prendre la forme d'une vague de haute pression, et...) et à la décompression qui ont fracturé la roche de manière irréversible. Pendant quelques minutes après l'impact, la roche brisée se comporte alors comme une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre...) visqueuse sous l'effet de vibrations extrêmement fortes. Ce n'est que plus tard, lorsque l'oscillation (Une oscillation est un mouvement ou une fluctuation périodique. Les oscillations sont soit à amplitude constante soit amorties. Elles répondent aux mêmes équations quel que soit le domaine.) aura cessé, que la roche regagnera de la cohésion lors d'une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de rebond central ou de la mise en place de l'anneau central qui y fait suite. À l'avenir, ces découvertes peuvent aider à déchiffrer la formation des plus grands cratères d'impact partout dans notre système solaire.
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