Dossier complet : les IMPACTS de METEORITES - Partie 2

 

 

Calculez vous-même l'effet d'un impact:

Earth Impact Effects Program

Pub : Le pickup Toyota-Tacoma

à l'épreuve des météorites...

 Fichiers .mov de 1.7 MB. Document constructeur.

Avant la découverte d'indices d'un impact majeur à la limite du Crétacé-Tertiaire (C/T) peu de chercheurs considéraient sérieusement qu'une modification de la biosphère pouvait être liée à un processus d'ordre astronomique, somme toute aléatoire et peu probable. 

Depuis 1980 et la découverte d'indices révélateurs, la communauté des géologues accepte favorablement l'idée qu'un impact météoritique d'envergure eut lieu sur Terre voici 65 millions d'années. Mais le consensus n'est pas total quant au lien éventuel entre un tel impact et ses répercussions sur la biosphère et plus précisément sur l'extinction massive des espèces qui s'en suivit. En effet, l'impact de Chicxulub a formé un cratère de 20 km de diamètre avec des déformations concentriques visibles dans un rayon de 80 km. Bien qu'il libéra énormément d'énergie dont on retrouve des traces dans les roches à 500 km de distance, ce seul phénomène ne pourrait pas provoquer une extinction massive des espèces à l'échelle planétaire. On ignore actuellement quels sont les véritables acteurs de cette hécatombe mais outre l'impact d'une météorite d'une dizaine de kilomètres de diamètre, des phénomènes secondaires ont certainement contribué à la disparition des dinosaures comme par exemple un effet climatique, bien que toutes les espèces n'aient pas été touchées de la même manière. On en reparlera.

Le métamorphisme de choc

Cône de choc dans la structure de Carswell

Microphotographie de plans de déformation dans le quartz

Roches fondues sur 80m d'épaisseur à Mistastin, au Canada.

Documents CCMI

Pour qu'il y ait un impact au sol, la taille critique d'un météoroïde dépend de la nature du corps, sa dimension et sa trajectoire. Une météorite dense constituée de fer, mesurant 20 m de diamètre libérera autant d'énergie qu'une comète poreuse de 200 m de diamètre et tous deux exploseront dans les basses couches de l'atmosphère et n'atteindront vraisemblablement pas le sol. Leur effet sera mineur car une bonne partie de leur énergie initiale sera souflée dans l'espace. Le plus bel exemple est l'explosion de la Tunguska qui se produisit en Sibérie en 1908, événement auquel je consacre un dossier spécial.

Une météorite d'un diamètre inférieur à 500 m peut injecter jusqu'à 5 fois la quantité de soufre existant actuellement dans l'atmosphère. Mais cette quantité ne serait pas suffisante pour provoquer des modifications climatiques durables.

Document http://www.astro.univieac.at.

Le Meteor Crater (Barringer Crater) tombé en Arizona (USA) voici 50000 ans remis à l'échelle de New York. Sa taille peut correspondre à l'impact d'une météorite dense (3 gr/cm3) de 150 m de diamètre tombant à plus de 15 km/s sous un angle de 60°. Le cratère mesure 1.2 km de diamètre.

Une météorite de 800 à 1000 m de diamètre percutant le sol (souvent granitique sous la terre meuble) à 15 km/s provoquerait un impact (final) d'au moins 20 km de diamètre. Il libérera une énergie d'environ 1021 joules équivalent à plus de 100 GT de TNT, capable de mettre en fusion voire de vaporiser au moins 1 km3 de roche. Son effet serait similaire à celui de l'éruption d'un super volcan comme le Toba ou celui de Yellowstone. Son indice d'explosivité volcanique (VEI qui varie entre 0 et 8) atteindrait VEI 8 !

Si la région est désertique, l'énergie libérée dans l'explosion sera capable de briser les roches ou modifier leur structure cristalline jusqu'à 50 km de distance. Si l'impact se produisait dans une grande mégapole d'Amérique, d'Europe, d'Afrique ou d'Asie, étant donné la densité de population (de 10 à 50 millions d'habitants dans les mégapoles qui s'étendent sur plus de 100 km), l'impact entraînerait la disparition instantanée d'une centaine de millions d'âmes ! En effet, en raison de la formation d'une boule de feu, la propagation d'une onde séismique et d'une onde de choc similaire à celle engendrée par une puissante bombe atomique (sans retombées radioactives), la mort et la désolation se répandraient sur plusieurs centaines de kilomètres autour du point d'impact.

La perte des principaux centres économiques, des acteurs socio-politiques, des noeuds névralgiques de transport, de communications et des sources d'énergie replacerait ces grandes puissances dans la même situation qu'une ou deux générations antérieures, l'insécurité et les problèmes sanitaires en plus. Heureusement, la communauté internationale sera solidaire pour participer à la reconstruction du ou des pays victimes du cataclysme. Cela ne se fera pas en un jour évidemment, mais probablement en l'espace d'une décennie.

Comme si ce désastre n'était pas encore suffisant, un tel impact est susceptible de provoquer un bouleversement global du climat. Le soufre créé durant l'explosion provoquerait un refroidissement de la stratosphère de plusieurs degrés, entraînant des modifications secondaires de la chimie de l'atmosphère suite au réchauffement de l'azote atmosphérique par l'onde de choc et la libération de fluorures du corps vaporisé. Parmi ces effets, citons la destruction partielle de la couche d'ozone sur plusieurs milliers de kilomètres carrés, la réduction de la luminosité, une chute de 3 à 5°C de la température moyenne du globe, des pluies acides, etc. Les conséquences seraient aussi catastrophiques qu'un hiver nucléaire, les retombées radioactives en moins, bien que les rayons ultraviolets peuvent en l'espace de quelques générations créer des espèces mutantes dont l'évolution peut-être vouée à l'échec suite à l'apparition de malformations (aveuglément, cancer de la peau, etc).

En résumé, la fréquence d'un tel impact est faible, mais non nulle, autrement dit elle a une chance de se produire environ une fois tous les cents millions d'années avec un seuil critique de l'ordre de quelques centaines de milliers d'années... Quant au prochain impact de type Tunguska, il peut survenir demain ou dans quelques siècles.

Du paradis à l'enfer

Un astéroïde de plus de 100 m de diamètre s'est brisé en trois parties sous les contraintes gravitationnelles. L'un des fragments vient de toucher la mer libérant dans son explosion une énergie de plusieurs centaines de MT de TNT. Cet événement créera un tsunami de 50 m de hauteur provoquant une catastrophe régionale.

L'impact en mer : le tsunami

Peu de gens savent que les conséquences les plus graves sont en fait provoquées par les météorites (ou l'effondrement d'une montagne) tombant dans l'océan ou sur les côtes. Rappelez-vous l'effet dévastateur du tsunami qui suivit le séisme de magnitude 9 sur l'échelle ouverte de Richter (une énergie équivalente à 30000 fois la bombe d'Hiroshima !) qui se produisit le 26 décembre 2004 en Indonésie. Si le tremblement de terre fit localement d'importants dégâts et plus de 27000 victimes dans le nord de Sumatra et en Thaïlande, le tsunami fit beaucoup plus de victimes. Sous la rupture et le déplacement de la croûte terrestre le long de la plaque Indienne, des centaines de kilomètres cubes d'eau se sont déplacés soudainement en amont et en aval de la fosse de Sumatra, entraînant la formation d'une vague de 2 à 10 mètres de hauteur qui se dirigea à près 800 km/h vers les côtes.

Comment expliquer un phénomène de cette ampleur ? En fait l'onde se développe en fonction de l'envergure du séisme (du choc) et de la masse volumique d'eau disponible. A l'inverse des vagues ordinaires dont la longueur d'onde n'atteint que quelques dizaines de mètres et se propagent à quelques dizaines de km/h maximum compte tenu de la faible profondeur d'eau, la longueur d'onde d'un tsunami mesure plusieurs centaines de kilomètres et se déplace à une vitesse proportionnelle à la profondeur de l'océan : V(km/h) = 3.6 Ö¯(9.81 x H). Ainsi, si le séisme se produit dans la Fosse des Mariannes, la vague formera un tsunami qui se propagera à une vitesse supersonique ou sera au contraire de faible amplitude et très lente (50 km/h) si elle se forme près des côtes. A ce propos, vous trouverez quelques données sur la propagation des tsunamis sur le site francophone de la NOAA.

A gauche, évolution générale du tsunami qui traversa l'océan Indien le 26 décembre 2004. A droite, tout commença par la rupture de l'écorce terrestre sur 800 km le long de la fosse de Sumatra, à 250 km à l'ouest des côtes de Sumatra. Ce phénomène entraîna le déplacement de plusieurs centaines de kilomètres cubes d'eau.

Sous le choc, deux vagues de 2 à 10 m de hauteur se sont formées au-dessus de la faille et se sont propagées vers les côtes à 800 km/h. A l'approche des côtes, l'onde a ralenti en raison de la faible profondeur mais en raison de sa taille, elle est "sortie" de l'océan formant un mur d'eau qui atteignit localement 10 m de hauteur. Nous connaissons malheureusement la suite de l'histoire. Documents BBC.

Le tsunami traversa l'océan Indien, percutant de plein fouet Sri Lanka et les côtes Indiennes 2 heures plus tard, les îles Maldives 3h30 plus tard, les îles Seychelles et Nicobar et fit encore des vagues sur les côtes Ethiopiennes et Somaliennes environ 7 heures plus tard à 4500 km de l'épicentre ! Dans l'autre direction, le tsunami toucha les îles Andaman 30 minutes plus tard et la Thaïlande au bout de 1h30.

Les habitants ont d'abord observé ce qu'on appelle "l'effet de rappel", le recul de la mer comme si soudainement il y avait une marée basse. Le phénomène fut si inhabituel qu'il intrigua les habitants. Mais quelues minutes plus tard, la mer est revenue. Les touristes ont tout d'abord cru qu'il s'agissait d'une vague plus forte que les autres à la seule différence qu'elle barrait tout l'horizon et semblait avoir une taille disproportionnée, soulignant l'horizon d'un épais très blanc et tumulteux. A mesure qu'elle se rapprochait des côtes, les habitants virent d'immenses rouleaux de vagues s'effondrer et avancer vers eux ainsi que des tourbillons d'écume toujours plus violents comme si quelque chose d'incroyablement puissant poussait cette vague vers les côtes.

Quand ils comprirent qu'il s'agissait d'un tsunami il était déjà trop tard pour la majorité des habitants. La vague ne s'arrêta pas sur la côte... Haute de 3 à 10 m, elle déferla entre 50 et 100 km/h, envahissant la plage et les champs, s'engouffrant dans les rues et les habitations jusqu'au deuxième étage des hotels. Le flot devenu boueux et de plus en plus abondant charia durant plusieurs minutes tout ce qu'il avait détruit sur son passage : les débris des bâtiments construits en brique et en bois, les bateaux, les voitures, les palmiers et les cultures. L'eau entraîna les pauvres victimes vers la mort jusqu'à 20 km à l'intérieur des terres, avant de se retirer.

Au cours du reflux, certaines victimes seront entraînées au large, à des centaines de mètres des côtes. Certaines ne furent repêchées qu'au bout de 20 jours, miraculeusement saines et saufs. Au total, près de 300000 personnes périrent en quelques minutes ! En beaucoup d'endroit des familles entières ont disparu ou il ne survit qu'un seul représentant d'une famille de 10 personnes. 5 millions de personnes ont été déplacées ou se sont retrouvées sans-abri et sans emploi ! Dans les jours et semaines qui suivirent, le deuxième dangé fut d'ordre sanitaire en raison de la chaleur, de la putréfaction des corps, des eaux putrides et du manque d'eau et d'hygiène. Ce fut la plus grande catastrophe naturelle à laquelle l'ONU fut confrontée et coûta plus 5 milliards de dollars à la communauté internationale.

A gauche, la région de Banda Aceh en Indonésie avant et après le passage du tsunami le 26 décembre 2004. La ville est détruite, dépeuplée, méconnaissable. Au centre et à droite ce qu'il reste des quartiers de Banda Aceh le 6 janvier 2005. Documents Ikonos/Disastercharts, Reuters/Yuriko Nakao et CNN/AP Press.

Plus surprenant, sur le plan géologique certaines îles se soulevèrent d'un à deux mètres, la plaque Indienne s'enfonçant de 20 m sous la plaque Birmane, tandis que toute la zone de subduction sur une bande de 1200 km le long de l'Indonésie se déplaça horizontalement d'environ 20 mètres. Selon les géophysiciens, l'énergie engendrée par le séisme modifia l'inclinaison de l'axe instantané de rotation de la Terre d'environ 2.5 cm vers 145° E à la surface des pôles (dans les variations annuelles qui peuvent atteindre 20 cm). La forme oblate de la Terre a également été réduite d'une partie dans 10 milliards; elle est un peu plus ronde qu'auparavant. La durée de rotation de la Terre a également augmenté de 2.68 microsecondes par an. Cet effet est en relation avec son changement de forme. Ces faibles valeurs qui demeurent dans les fluctuations normales n'ont entraîné aucune conséquence climatique.

Pour le lecteur résidant parfois sur la côte dans des pays à risque sismique, s'il n'y avait qu'une seule leçon à tirer d'un tel phénomène c'est d'être en alerte lorsque vous observez un phénomène inhabituel et de grande ampleur en mer. Ne laissez agir que votre instinct car il peut vous sauver la vie. Renseignez-vous au plus vite, téléphonez aux autorités maritimes, allumez la radio et quittez si nécessaire les lieux pour vous réfugier sur les hauteurs. Rappelez-vous qu'un séisme sous-marin est toujours associé à un tsunami et il faut prendre le risque de catastrophe très au sérieux.

Vidéos amateurs du tsunami du 26 décembre 2004

(Sumatra, Océan Indien)

Arrivée du tsunami sur la plage de l'île de Penang en Malaisie (WM de 783 KB), arrivée du tsunami au Sri Lanka (WMV de 7.8 MB) et trois autres vidéos filmées en Thaïlande, depuis Koh Lanta (AVI de 10.8 MB), depuis la plage de Patong (WMV de 10.2 MB) et depuis un hotel de Phuket (WMV de 11.7 MB). Rappelez-vous bien ces images si vous passez vos vacances près de l'océan. Tout recul soudain de l'eau et des vagues inhabituellement fortes doivent vous mettre en alerte. Réfugiez-vous à plus de 10 mètres de hauteur et rappelez-vous que seules les constructions en béton peuvent vous sauver.

Avant ce funeste événement de la Noël 2004, la plupart d'entre nous pensaient que tels tsunamis n'existaient pas ou du moins qu'ils n'auraient pas d'effets aussi dévastateurs.

Nous savons malheureusement aujourd'hui que cette catastrophe fait partie de la réalité. Nos ancêtres vivant dans la zone Pacifique en ont également fait l'expérience il y a plusieurs siècles (600 av JC, 400 ap JC, 1400, 1700, etc) mais nous en avons oublié le souvenir. Heureusement, des traces géologiques, des forêts fantômes situées dans l'Etat de Washington notamment, les annales japonaises remontant à l'an 1700 et certaines légendes indiennes nous rappellent que les tsunamis sont une réalité. Nous devons donc nous y préparer en réduisant autant que possible son impact, en nous disant bien que nous ne pourrons jamais l'éviter, juste nous écarter de son chemin.

L'impact en mer d'un astéroïde

Imaginez maintenant les conséquences de l'impact d'un astéroïde de 200 mètres de diamètre tombant en plein milieu de l'océan à une vitesse d'environ 100000 km/h. L'effet du tsunami serait décuplé !

Simulation du tsunami provoqué par l'impact d'un petit astéroïde ou l'écroulement d'une montagne dans l'océan. Document Snopes.

Un astéroïde de 200 m de diamètre percutant la Terre, qu'il soit constitué de fer ou poreux, provoquerait d'abord un tremblement de terre plus violent qu'aucun séismographe n'a jamais enregistré. En tombant dans l'océan, il provoquerait plusieurs raz-de-marées successifs avec des vagues de plus de 60 m de hauteur dans les régions côtières peu profondes et des vagues secondaires de plus de 10 m d'amplitude. Comme nous l'avons expliqué, de telles vagues présentent de très grandes longueurs d'ondes (plusieurs centaines de kilomètres), les tsunamis secondaires peuvent donc se répéter et peuvent se propager sur près de 10000 km à plus de 800 km/h !

Si un tel astéroïde tombait au milieu du Pacifique, des villes comme Tokyo et Sydney seraient détruites, Los Angeles et Seattle seraient partiellement noyées tandis que la vague se propagerait jusqu'à 50 km à l'intérieur des terres, jusqu'aux contreforts des premières montagnes. Il va de soi que s'il tombait dans l'océan Atlantique, les deux côtés de l'océan seraient gravement touchés par le tsunami qui détruirait plusieurs dizaines de milliers de kilomètres de régions côtières, réduisant pratiquement à néant l'économie des principaux pays. S'il tombait dans l'océan Indien ou la Méditerranée, le tsunami ferait vraisemblablement des millions de victimes dans toutes les régions proches du niveau de la mer.

Pour être complet, précisons qu'un phénomène similaire peut également se produire si le flan d'une montagne venait à s'effondrer dans la mer, comme ce sera un jour le cas de la caldera de la Taburiente, le versant sud-ouest de la montagne de La Palma dans les îles Canaries. 

En effet, de l'eau de mer s'est infiltrée dans la montagne jusqu'aux deux tiers de sa hauteur et la moindre activité volcanique provoque une augmentation de la pression de l'eau. S'il y a une activité magmatique importante voire un séisme, sous la pression de l'eau enfermée dans ses flans, la caldera s'écroulera en créant un immense tsunami. Si la montagne s'effondre en un seul bloc, les Américains auront 8 heures pour évacuer les côtes, car on prévoit la formation d'un tsunami de... 600 mètres de hauteur qui devrait s'abattre sur New York à 750 km/h ! Il ne fait aucun doute que cette catastrophe se produira car il y en eut d'autres dans le passé (les îles Bahamas en forme de chevrons face à l'océan en seraient les traces les plus récentes). On ignore seulement quand cela se produira. On estime que le tsunami recouvrira la mégapole de New York ainsi que de nombreuses villes côtières sous 50 à 100 mètres d'eau !

Le tsunami, le vrai danger

Evolution d'un tsunami depuis l'impact d'un astéroïde de 200 m de diamètre en plein océan. Une onde de choc se forme et se propage à 800 km/h entraînant une vague qui peut dépasser 60 mètres de hauteur. Elle peut demeurer sous la surface si la profondeur d'eau est suffisante. Noter ci-dessous au centre la taille de l'onde comparée au bateau. Elle ne se déforme pas car sa longueur d'onde atteint plusieurs dizaines de kilomètres.

C'est en arrivant sur le plateau continental que l'onde est amplifiée, remonte en surface et acquiert son pouvoir destructeur. Ci-dessous l'arrivée du tsunami sur New-York. Celui-ci à la taille de ce qui pourrait se produire si la caldera de la montagne de La Palma dans les îles Canaries venait à s'effondrer en un seul bloc dans l'océan. Documents Lombry, PMEL-NOAA, S-D-G et Dreamworks.

Quant à l'impact dans l'océan d'un astéroïde comme 1950DA, un NEO découvert en 1950 mesurant environ 1.2 km de diamètre dont la collision est prévue pour 2880, le tsunami atteindrait 4 km de hauteur ! Dans ces conditions, vous pouvez vous attendre à une catastrophe mondiale tant les conséquences humanitaires et économiques seront importantes et toucheront toutes les nations à un degré ou un autre. Beaucoup de zones côtières sur plus de 100 km à l'intérieur des terres et peut-être même les populations de pays entiers seront rayées de la carte, des dizaines de millions de sans-abris et d'enfants orphelins devront être relogés et pris en charge. Les rares survivants au cataclysme devront survivre plusieurs années avec des moyens de fortune et une économie vagabonde. Ces régions florissantes et touristiques situées en bordure de mer et dans l'arrière-pays se transformeront du jour au lendemain dans des terres rases ou des taudis les plus chaotiques et insalubres jonchés à perte de vue de détritus et de charpies. La vie reprendra bien sûr, mais au prix du sacrifice de plusieurs générations.

Images radars de l'astéroïde NEO 1950DA réalisée à l'observatoire d'Arecibo le 4 mars 2001. Les images s'étalent sur 48 minutes et présentent une résolution de 15 mètres. L'astre se trouvait à 0.052 UA ou 7.8 millions de km de la Terre, 22 fois plus loin que la Lune. Document NRAO.

Pour éviter que de telles catastrophes nous arrivent, il est important que nous soyons avertis suffisamment tôt de l'arrivée d'un météoroïde afin d'une part que les populations puissent, dans la mesure du possible, évacuer les zones à risque et d'autre part pour que les autorités conviennent d'une méthode pour le détruire ou le détourner de sa trajectoire de collision.

Scientifiquement parlant, l'une des questions les plus importantes et qui reste encore aujourd'hui sans réponse, concerne la nature de ces astres : pourquoi la plupart des météoroïdes se brisent-ils sous une pression dynamique inférieure à leur force de cohésion interne ? Cette question revête une importance vitale car cela permettrait aux chercheurs de savoir sous quelles conditions une météorite atteint le sol et d'estimer de façon plus réaliste le risque d'impact que nous encourons.

Prochain chapitre

Fréquence des impacts météoritiques

 



17/04/2008
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