COMMENT SE FORME UN CRATERE D'IMPACT ?

La formation d'un cratère se déroule en trois grandes étapes.

La phase de contact et de compression est la plus fulgurante. En quelques microsecondes, la météorite est arrêtée et une partie de son énergie cinétique est transformée en une forte pression (>100 GPa) et chaleur. Une onde de choc remonte alors vers le projectile entrainant souvent une vaporisation totale de la météorite. L'onde de compression créée lors de l'impact commence à pénétrer dans le sol et débute alors la phase de d'excavation.

Durant la phase d'excavation, l'onde de compression se propage en profondeur, fracture le sol et engendre des transformations minéralogiques (métamorphisme d'impact). Une fois l'onde passée, la matière se décomprime violemment. Une onde de relâchement éjecte vers le haut une énorme quantité de débris fragmentés et de roches fondues et métamorphisées formant alors un rideau d'éjectas. Une grande partie de ces roches retombent aussitôt et se mélangent dans et autour du cratère formant ainsi des brèches d'impact. A la fin de cette phase qui dure de quelques secondes à une ou deux minutes pour les plus gros cratères, la dépression formée atteint sa dimension maximale : c'est le cratère transitoire. La taille de ce cratère dépend essentiellement de la taille du projectile mais aussi de sa vitesse et de sa densité.

La phase de transformation est la dernière phase qui figera la forme du cratère. Pour les plus petits impacts, le cratère transitoire se modifie peu et des phénomènes gravitaires entraînent le remplissage partiel de la dépression par un mélange d'éjectas et de débris plus ou moins choqués et fondus. Le cratère formé a une forme en bol et est appelé cratère simple (<4km de diamètre). Pour des tailles de cratère transitoire plus importantes, le centre de la dépression rebondit et forme un pic central. Les bords du cratère, très élevés, s'effondrent de leur côté et engendrent des terrasses concentriques. On parle ici de cratère complexe. Pour les tailles de cratère les plus grandes (>20-25km de diamètre), le rebond central redescend et forme un ou plusieurs anneaux centraux. On parle ici de cratère à anneaux ou de bassin d'impact.

Fig.1 Les différentes phases de formation d'un cratère d'impact ©Belin/Impacts : des météores aux cratères.
Les textes proviennent de l'ouvrage Impacts, des météores aux cratères (Belin, 2017) réalisé dans le cadre du programme Vigie-Ciel sous la direction de Sylvain Bouley.