COMMENT DEMONTRER LA NATURE D'UN CRATERE D'IMPACT ?

Pour découvrir un nouveau cratère, la détection d'une dépression circulaire sur une image satellite n'est pas suffisante. Il est important de se rendre sur le terrain afin d'y étudier les roches en place à l'échelle macroscopique (ce qui peut être vu à l'œil nu), puis d'échantillonner ces roches afin de les étudier au microscope.

Au cours de vos voyages, il est possible que vous observiez certaines roches qui pourraient être des témoins d'un impact passé. Les roches présentes avant l'impact connaissent des transformations texturales, minéralogiques ou chimiques associées au passage de l'onde de choc (métamorphisme d'impact). On parle alors d'impactites.

Roches à détecter

Les shatter cones ( « cône de percussion » en français ) sont des fractures apparaissant sous forme de cônes striés (Fig. 1). Quand ils sont observés, ils sont omniprésents dans la roche impactée et on peut les retrouver à différentes échelles (du millimètre au mètre). Si leur formation est encore débattue, il est admis que ces fractures coniques se forment à des pressions importantes de 10-20 GPa au passage de l'onde de choc créée lors de l'impact. Ces cônes ne se forment qu'en contexte d'impact et sont donc de bons témoins à chercher à l'intérieur du cratère. Attention, ils peuvent être confondus très facilement avec d'autres structures superficielles sur les roches comme les ventifacts (structures rocheuses liées au vent).

Brèche d'impact et roches fondues : lors d'un impact, la roche mère est fracturée, fondue, éjectée créant alors différents types de roches caractéristiques d'un impact (Fig. 2). Une brèche d'impact est une roche composée de fragments angulaires au sein d'une matrice qui constitue le ciment de cette roche. Les fragments peuvent être d'un seul (brèche monogénique) ou de plusieurs types (brèche polygénique). Les brèches peuvent se former en profondeur ou en surface par mélange des matériaux locaux plus ou moins fondus avec les morceaux de roches éjectés puis retombés. Ces roches se retrouvent au sein et aux alentours du cratère d'impact. Attention, les brèches ne se trouvent pas uniquement dans un contexte d'impact, elles peuvent se former par la tectonique ou l'érosion.

Que faire
  • prendre des photos des roches en place avec une échelle (un stylo ou une pièce de monnaie en premier plan)
  • Mesurer la position géographique avec un GPS
  • Décrire le paysage et réaliser par exemple un panorama
  • Extraire des échantillons avec un marteau (Vérifiez que vous n'êtes pas dans un parc protégé avant de casser la roche)
  • Référencez bien vos échantillons avec un code et une position GPS que vous aurez reportés dans un carnet
Fig.1 Co?nes de percussion provenant du site de Charlevoix, Que?bec, Canada (54 km de diamètre. Ces roches coniques pre?sentent des fractures qui convergent vers un point appele? apex (au niveau de la main sur cette photographie). Si l'on pouvait casser cette roche, d'autres structures similaires apparaitraient ; les fractures coniques se propagent en effet dans toute la roche. ©JM Gastonguay/CC BY-SA 4.0 International.
Fig.2 Exemples de bre?ches d'impact. a. Bre?che de la structure d'impact de Rochechouart, France (23 km de diamètre). Cette roche est compose?e de morceaux centime?triques de gneiss et de microgranite arrache?s au sol (morceaux gris avec des lignes et noir), situe?s dans une matrice rouge. La couleur caracte?ristique de cette bre?che dite de Montoume est due a? une concentration anormale d'oxyde de fer (he?matite) et d'hydroxyde de fer (limonite). ©Peter Bockstaller/CC BY-SA 2.5 Generic.

Avec un microscope

Si vous avez la possibilité de faire des lames minces de roches, vous pourrez chercher de nouveaux indices du métamorphisme d'impact. Parmi eux, des fractures parallèles (« Planar Fractures, PFs ») espacées de 15-20 µm et d'autres structures planaires parallèles très resserrées (quelques microns) appelées « Planar deformation features » (PDFs) (Fig. 3). Ces structures sont observées souvent dans des grains de quartz mais sont également trouvées dans d'autres minéraux (Feldspath, Olivine, Pyroxène,…). Le métamorphisme d'impact peut également transformer certains minéraux en d'autres (par exemple le quartz en coésite ou le graphite en diamant) ou fondre certains minéraux et produire du verre. Identifier tous ces indices n'est pas facile et demande une formation préalable.

Fig.3 Quartz choque? vu au microscope optique (roche du crate?re d'impact Suvasvesi, Finlande). Sur ce grain de quartz d'environ 200 ?m de large se trouvent des lignes bien paralle?les dues au choc de l'impact. Elles sont se?pare?es de quelques microme?tres, avec ici deux orientations pre?fe?rentielles qui correspondent a? des plans cristallographiques du mine?ral. ©Martin Schmieder /CC BY-SA 3.0.
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.