Une anomalie magnétique au Nouveau-Mexique révèle une signature invisible des impacts de météorites

Les sites d’impact de météorites peuvent sembler faciles à reconnaître, les cratères géants à la surface de la Terre montrant l’endroit où ces objets lointains ont fini par s’arrêter violemment. Mais ce n’est pas toujours le cas.

Cônes d’éclatement dans la structure d’impact de Santa Fe. (Ikluft/Wikimedia/CC BY SA 3.0)

Parfois, ces cicatrices d’impact sont cicatrisées, dissimulées par des couches de terre et de végétation, ou lissées à nouveau par les éléments pendant de longues périodes. Les scientifiques ont maintenant trouvé un moyen de détecter ces sites d’impact cachés.

Imaginez qu’un gros morceau de roche spatiale s’approche de sa destination finale sur Terre. Les météoroïdes peuvent pénétrer dans l’atmosphère terrestre à une vitesse de 72 kilomètres par seconde, mais ils commencent à ralentir lorsqu’ils traversent notre atmosphère relativement dense.

La belle lumière que l’on voit dans le ciel lorsqu’un météore passe au-dessus de nos têtes est due à l’“ablation”, c’est-à-dire à la vaporisation de couches et de couches de météoroïdes par des collisions à grande vitesse avec les molécules d’air.

Ensuite, si la roche spatiale parvient jusqu’au sol, elle entre en collision avec la Terre, créant des cônes d’éclatement, des cratères d’impact et d’autres signes révélateurs de l’impact d’une météorite.

Il s’agit d’un processus géologique intense, où coïncident hautes températures, hautes pressions et vitesse rapide des particules. L’une des choses qui se produit au cours de ce processus intense est que l’impact forme du plasma – un type de gaz dans lequel les atomes sont brisés en électrons et en ions positifs.

“Lorsque vous avez un impact, il se produit à une vitesse énorme”, explique le géologue Gunther Kletetschka de l’Université d’Alaska Fairbanks.

“Et dès qu’il y a un contact avec cette vélocité, il y a une transformation de l’énergie cinétique en chaleur, en vapeur et en plasma. Beaucoup de gens comprennent qu’il y a de la chaleur, peut-être un peu de fonte et d’évaporation, mais les gens ne pensent pas au plasma.”

Ce que l’équipe a découvert ici, c’est que tout ce plasma a fait quelque chose de bizarre au magnétisme normal des roches, laissant une zone d’impact où le magnétisme était environ 10 fois inférieur à ce que les niveaux naturels de magnétisation seraient normalement.

L’aimantation rémanente naturelle est la quantité de magnétisme naturel présente dans les roches ou autres sédiments.

Lorsque les sédiments de la Terre se sont progressivement déposés, les minuscules grains de métaux magnétiques qu’ils contiennent se sont alignés sur les lignes du champ magnétique de la planète. Ces grains restent ensuite piégés dans leurs orientations au sein de la roche solidifiée.

Il s’agit d’une magnétisation très faible, de l’ordre de 1 à 2 % du “niveau de saturation” de la roche. On ne peut pas s’en rendre compte en utilisant un aimant ordinaire, mais elle est bien présente et peut être mesurée assez facilement par des équipements géologiques.

Cependant, lorsqu’une onde de choc se produit – comme lors de l’impact d’une météorite – il y a une perte de magnétisme, car les grains magnétiques reçoivent une bonne dose d’énergie.

“L’onde de choc fournit une énergie qui dépasse l’énergie (> 1 GPa pour la magnétite > 50 GPa pour l’hématite) nécessaire pour bloquer la rémanence magnétique dans les grains magnétiques individuels”, écrivent les chercheurs dans une nouvelle étude.

Normalement, l’onde de choc devrait passer et les roches devraient retrouver leur niveau de magnétisme initial presque immédiatement. Mais comme l’équipe l’a constaté dans la structure d’impact de Santa Fe, vieille de 1,2 milliard d’années, au Nouveau-Mexique, le magnétisme n’est jamais revenu à son état normal.

Au lieu de cela – suggèrent-ils – le plasma a créé un “bouclier magnétique” qui a maintenu les grains dans leur état bousculé, et les grains se sont orientés de manière aléatoire. L’intensité magnétique est ainsi tombée à 0,1 % du niveau de saturation de la roche, soit une réduction de 10 fois par rapport au niveau naturel.

“Nous présentons un support pour un mécanisme nouvellement proposé où l’apparition de l’onde de choc peut générer un blindage magnétique qui permet de maintenir les grains magnétiques dans un état de type superparamagnétique peu de temps après l’exposition au choc, et laisse les grains magnétisés individuels dans des orientations aléatoires, abaissant de manière significative l’intensité magnétique globale”, écrit l’équipe.

“Nos données clarifient non seulement comment un processus d’impact permet une réduction de la paléointensité magnétique, mais elles inspirent également une nouvelle direction d’effort pour étudier les sites d’impact, en utilisant la réduction de la paléointensité comme un nouveau proxy d’impact.”

Il est à espérer que cette nouvelle découverte permettra aux scientifiques de disposer d’un outil supplémentaire pour trouver des sites d’impact, même ceux qui ne présentent pas les signes habituels d’un impact, tels que des cônes d’éclatement ou des cratères.

Les recherches ont été publiées dans Scientific Reports.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche