Cratère d'impact - Définition

Introduction

Représentation d'artiste d'un impact météoritique

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

Article de 1905

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.

Dimensions associées aux cratères d'impact

Afin d'éviter toute confusion dans la terminologie, un groupe d'experts s'est réuni en 2004 et a publié une définition officielle des dimensions principales associées aux cratères d'impact.

Les diamètres

D_tc = diamètre du cratère transitoire

• Le cratère transitoire a une forme intermédiaire entre une hémisphère et un paraboloïde de révolution. Le diamètre est mesuré théoriquement entre l’intersection des bords du trou avec la surface du sol avant l’impact. On fait donc abstraction du soulèvement du terrain autour du cratère.

D_sc = diamètre de transition simple-complexe

• Si le diamètre final D_fr est inférieur à D_sc alors le cratère est simple, sinon il est complexe. La valeur de D_sc varie d'une planète à l'autre et varie aussi en fonction de la nature du terrain cible.

D_tr = diamètre du cratère transitoire crète à crète.

• Ici le diamètre est mesuré sur la crète des lèvres du bord du cratère. Ce n’est pas le diamètre de référence pour mesurer le cratère transitoire (on utilise plutôt D_tc). Cette grandeur est rarement utilisée.

D_fr = diamètre final crête à crête

• Pour un cratère simple, il s’agit du diamètre pris en haut des talus du bord du cratère (après que le cratère se soit stabilisé, mais avant l’action de l’érosion)
• Pour un cratère complexe, il s’agit du diamètre pris entre les bords (rim) les plus éloignés du centre.

D_a = diamètre apparent

• Diamètre du cratère mesuré dans le plan du sol avant l'impact. Il est complexe à mesurer, et souvent très imprécis dans le cas des cratères érodés. On tient compte pour le déterminer de l’extension des effets de l’impact visibles sur le terrain (brèches, cataclases), le sous-sol (failles, cristaux choqués, pseudotachylites, pendage des couches…), ou d’autres méthodes d’investigation (micro-gravimétrie, micro-magnétographie…), et enfin de l'érosion du terrain.

D_cp = diamètre du pic central

• Il est mesuré à l’endroit où le pic déborde de la surface du fond du cratère. Cette grandeur est très aléatoire car il est difficile de savoir avec précision à quel moment se passe cette transition, surtout dans les cratères érodés.

D_cu = diamètre du soulèvement central

• Il est mesuré au niveau où les effets du soulèvement cessent d’être notables. Là aussi, cette dimension est très difficile à mesurer en raison de la grande profondeur de ce niveau (plusieurs kilomètres). C’est toutefois la seule mesure possible lorsque l’érosion a complètement effacé le pic central et ce soulèvement est parfois la seule trace encore visible d’un impact.

Les profondeurs, hauteurs et épaisseurs

Il n'y a pas encore de terminologie bien établie pour décrire ces grandeurs sans équivoque. Il faut donc pour l'instant se contenter des schémas ci-dessus qui illustrent les grandeurs utilisées dans cet article.