Événement Ries

L' événement de Ries (également appelé impact de Ries ) est un impact d'astéroïde qui s'est produit il y a environ 15 millions d'années dans ce qui est maintenant le sud de l'Allemagne . Aujourd'hui, le Nördlinger Ries , un long cratère d'impact d'un diamètre d'environ 24 km, témoigne des énormes énergies qui ont été libérées lors de cet événement. En même temps que le Ries, le bassin de Steinheim et peut-être aussi un certain nombre de petits cratères sur le Franconian Alb et dans la région du lac de Constance se sont probablement formés .

Image satellite des Nördlinger Ries (grande structure ronde à droite) et du bassin Steinheimer (en bas à gauche)

Parcours de l'impact Ries

Le Nördlinger Ries est l'un des cratères d'impact les mieux étudiés au monde. Depuis 1960, il a pu être prouvé que la formation du cratère du Ries peut être attribuée à l'impact d'un astéroïde , la science a une idée assez détaillée des événements lors de sa formation il y a 14,6 ± 0,2 millions d'années (lors de la série chronostratigraphique de niveau Miocène , Langhium ).

astéroïde

En quelques secondes, l' astéroïde d'un diamètre d'environ 1,5 km a traversé l' atmosphère terrestre à une vitesse de 20 km / s (72 000 km / h) . En tant que météore , dont la luminosité apparente dépassait même celle du soleil , il s'était approché de la surface de la terre presque sans contrôle en venant du sud-ouest (selon des découvertes plus récentes de l'ouest) . Vraisemblablement, le corps céleste était un astéroïde, qui était accompagné d'au moins un autre corps , qui était nettement plus petit et qui, avec son impact, a créé le bassin de Steinheim à environ 40 km au sud-ouest . La rupture de l'atmosphère terrestre peut être exclue car la distance entre les fragments n'aurait pas pu augmenter à la distance entre les Ries et le bassin de Steinheim.

La description suivante de l' impact se réfère à la plus grande pièce dont l'impact a conduit à la formation du cratère du Ries.

surtaxe

Une fraction de seconde avant que le corps céleste ne frappe la surface de la terre à un angle d'environ 30 °, l'air entre l'astéroïde et la surface de la terre a été comprimé et chauffé, la surface de la terre , le sable et les débris se sont évaporés soudainement et sont devenus avec le comprimé l'air latéralement sous l'astéroïde est expulsé. L'éjection a eu lieu à une vitesse qui a dépassé de nombreuses fois celle de l'astéroïde. Ce processus est donc appelé jet . Le matériau de surface en fusion a été projeté à grande vitesse jusqu'à 450 km. Solidifiés en petites gouttes de verre , les sables fondus sont tombés dans une zone étroitement délimitée dans ce qui est maintenant la Bohême et la Moravie . Ces gouttes de fonte se trouvent encore là aujourd'hui et sont connues sous le nom de moldavites .

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compression

L'impacteur a pénétré le mort - terrain de roches sédimentaires du Mésozoïque et a pénétré le sous - sol sur une profondeur d'environ un kilomètre . L'astéroïde et la roche environnante ont été compressés à moins de la moitié de leur volume d'origine. À une pression de plusieurs millions de bars et à des températures allant jusqu'à 30 000  ° C , l'astéroïde et la roche environnante se sont soudainement évaporés juste une fraction de seconde après l'impact.

L' onde de choc s'est propagée dans la roche autour du site d'impact à une vitesse supersonique . Avec l'augmentation de la distance, la contrainte exercée sur les roches par pression et température diminuait, elles n'étaient que partiellement fondues ou transformées sous haute pression et haute température. Grâce à la métamorphose dite par ondes de choc , le quartz a été converti en coésite ou stishovite , et des verres diaplectiques se sont également formés . À des kilomètres autour du point d'impact, la roche s'est déformée et liquéfiée sous la pression.

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Expectoration

La phase d'éjection principale a commencé environ deux secondes après l'impact: après le passage de l'onde de choc, la roche a rebondi, le nouveau fond du cratère s'est élevé et une montagne centrale s'est formée au centre . Les débris de l'intérieur du cratère ont été éjectés sous la forme d'un front conique (rideau d'éjection) ( éjection balistique ), dans la zone du bord du cratère, des blocs plus gros ont été poussés sur la surface (mécanisme à roulis). Lors de l'éjection, des roches provenant des couches stratigraphiques les plus variées se sont mélangées et ont formé une couverture d'éjecta fermée jusqu'à une distance de 40 km autour du cratère , qui avait initialement jusqu'à 100 mètres d'épaisseur. Aujourd'hui, ces masses d'éjectas dans la zone autour du cratère du Ries sont appelées masses de gravats colorés .

Dans l' explosion , dont l'énergie était équivalente à celle de plusieurs centaines de milliers de bombes d'Hiroshima , un cratère d'un diamètre de 8 km et d'une profondeur de 4 km a été détruit. La boule de feu est sortie du cratère et a emporté de la roche écrasée et partiellement fondue.

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Croissance du cratère

Le cratère primaire qui en résultait n'était pas stable: le long de ses parois extérieures abruptes, des roches, d'une taille de quelques kilomètres, glissaient en direction du centre, élargissant le diamètre du cratère à environ 24 km. La montagne centrale n'était pas stable non plus, elle a de nouveau coulé. En retour, le matériau a été poussé plus haut à l'extérieur et a ainsi formé l' anneau intérieur : cette chaîne concentrique de collines qui courent autour du centre du cratère est encore visible aujourd'hui. Ici, il y a des roches ignées superficielles du sous-sol, qui ne peuvent être trouvées que 300 à 400 mètres de profondeur si elles sont stockées non perturbées à l'extérieur du cratère.

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Après environ trois minutes, le cratère avait cessé de croître. Quelques minutes plus tard, le nuage rougeoyant au-dessus du cratère s'est également effondré: la masse chaude tombante de roche concassée et de fonte solidifiée a rempli le cratère, qui mesure maintenant environ 500 m de profondeur, jusqu'à 400 m de haut. Les éjectas couvrant autour du cratère étaient également largement couverts par la pluie de cendres chaudes. Le matériau solidifié du nuage incandescent forme une roche d'impact typique des Nördlinger Ries , le suevite . On estime que l'épaisse couche de suevite dans le cratère a mis environ 2000 ans à se refroidir de 600 ° C à 100 ° C.

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Effets

Au final, l'impacteur et 3 km³ de roche terrestre se sont évaporés, environ 150 km³ de roche ont été éjectés du cratère et environ 1000 km³ ont été déplacés. L'impact a provoqué un séisme dont la magnitude, selon les calculs, a atteint une valeur de 8 sur l' échelle de magnitude des moments . Autour du cratère, une zone d'environ 5000 km² de haut a été enfouie sous les débris éjectés.

Environ 10 km à l'est du bord du cratère, Ur- Main et Ur- Altmühl coulaient vers le sud. Leurs rivières ont été interrompues par les éjectas, l'eau bloquée au nord-est du cratère du Ries pour former un lac. Cela a atteint une superficie de 500 km² et s'est étendu dans le nord environ jusqu'à Nuremberg d'aujourd'hui.

Toujours à 100 km du site d'impact, la boule de feu s'élevant du cratère est apparue environ 30 fois plus grande et 70 fois plus brillante que le soleil. Le rayonnement thermique qui en émanait avait le pouvoir de brûler la fourrure, le plumage et la peau des animaux même à cette distance et de mettre immédiatement le feu à l'herbe et aux feuilles. Environ cinq minutes après l'impact, l' onde de choc atmosphérique a frappé avec des vitesses de vent allant jusqu'à 600 km / h et une surpression allant jusqu'à 100  kilopascals (1 bar). Toute vie dans un rayon de 100 km aurait dû être éteinte de cette manière.

À une distance de 200 km, la boule de feu est apparue environ dix fois plus grande et brillante que le soleil. L'onde de pression de l'impact, qui a mis une dizaine de minutes pour parcourir cette distance, a abattu environ un tiers de tous les arbres avec des vents pouvant atteindre 200 km / h. À environ 300 km au sud-est de l'impact, près de Liezen d'aujourd'hui , un glissement de terrain éventuellement déclenché par l'événement de Ries - le col du Pyhrn  - a enterré le cours orienté au nord de l'Ur- Enns , de sorte qu'il a été détourné vers le sud, dans le bassin de Graz. .

Même à une distance de 500 km, le séisme déclenché par l'impact pouvait encore être clairement ressenti (niveau 4 à 5 sur l' échelle de Mercalli ). L'onde de pression a frappé au bout d'un peu moins de 30 minutes, la vitesse du vent à environ 50 km / h atteignait toujours le niveau 6 sur l' échelle de Beaufort .

L' onde de pression dans l'atmosphère a parcouru toute la terre à la vitesse du son : à une distance de 20 000 km, au point antipodal de l'impact, elle est arrivée après environ 17 heures. L' intensité sonore a atteint 40  décibels  - de sorte que l'impact pouvait être entendu pratiquement partout dans le monde.

Condition actuelle

Dans la période qui a suivi l'impact, le cratère s'est rempli d'eau et un lac de 400 km² a été créé, qui a presque atteint la taille du lac de Constance. Après environ deux millions d'années, le lac s'est envasé. Le Rieskessel d'aujourd'hui n'a été exposé qu'à l' érosion pendant la période glaciaire .

Une description de la situation géologique telle qu'elle se présente aujourd'hui et des roches qui ont émergé de l'impact peut être trouvée dans l'article Nördlinger Ries .

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Énergie et taille de l'impacteur

Essai de l'arme nucléaire Storax Sedan
en 1962

L' énergie nécessaire à la formation du cratère peut être estimée à partir de la taille d'un cratère d'impact, de la mesure de l' anomalie de gravité dans le cratère, du stockage des roches éjectées et de la destruction dans les roches environnantes. Pour le cratère du Ries, l'énergie libérée à l'impact est estimée à 10 19 à 10 20  joules . À environ 24 gigatonnes d' équivalent TNT, la valeur supérieure correspond à peu près à l'énergie de 1,8 million de bombes d'Hiroshima détonées simultanément (5,6 · 10 13 joules chacune ), 1850 fois l'énergie de l'éruption du mont St. Helens par an 1980 (5,4 · 10 16 joules) soit 90 fois l'énergie libérée lors du tremblement de mer de 2004 dans l'océan Indien (1,1 · 10 18 joules). Selon des calculs plus récents, l'énergie aurait même pu être de 10 21  joules (environ 18 millions de bombes d'Hiroshima), en supposant une météorite en pierre ronde de 1500 m de diamètre et une vitesse d'impact de 20 km / s.

L' essai d'armes nucléaires civiles Storax Sedan , qui a été effectué en 1962 comme essai pour l'utilisation pacifique d' armes nucléaires pour les travaux de terrassement, peut servir de comparaison supplémentaire . L'explosion a laissé un cratère d'explosion de 390 m de diamètre et 97 m de profondeur. Dans l'événement de Ries, environ 200 000 fois plus d'énergie a été convertie que dans ce test avec une force explosive de 104 kilotonnes (≈ 4,5 · 10 14  joules).

Puisqu'aucune trace météoritique de l'impacteur n'a pu être détectée dans les roches du cratère du Ries, aucune déclaration ne peut être faite quant au type d'astéroïde dont il s'agissait. Par conséquent, aucune déclaration sur la taille du corps cosmique ne peut en être tirée.

Les calculs du modèle suggèrent qu'une météorite de pierre d' environ 1,5 km de diamètre, venant du sud-ouest, probablement inclinée à un angle de 30 ° à 50 ° par rapport à l'horizontale, a frappé à une vitesse de 20 km / s. Des simulations avec ces paramètres ont permis de reproduire assez précisément la distribution des Moldavites éjectés lors de l'impact .

Plus de cratères

Steinheimer Becken (à gauche devant) et Nördlinger Ries (en arrière-plan)

Bassin de Steinheim

À environ 40 km au sud-ouest du Nördlinger Ries se trouve le bassin de Steinheim ( 48 ° 41 ′ 12 ″  N , 10 ° 3 ′ 54 ″  E ), un autre cratère d'impact qui a également environ 15 millions d'années et qui s'est probablement formé au même moment. comme les Ries. Il est peu probable que les deux cratères voisins se soient formés indépendamment l'un de l'autre à peu près au même moment. Vraisemblablement, les corps cosmiques dont l'impact a quitté les deux cratères étaient un astéroïde accompagné d'un astéroïde beaucoup plus petit. Avant même qu'ils ne pénètrent dans l'atmosphère terrestre, leur distance aurait dû correspondre à peu près à la distance actuelle entre les Ries et le bassin de Steinheim. S'écartant de ce scénario, des études récentes basées sur diverses analyses stratigraphiques et paléontologiques suggèrent que le bassin de Steinheim s'est formé environ 500 000 ans après l'événement de Ries.

Lorsque la météorite de 150 m de large a frappé, qui a créé le bassin de Steinheim, environ un pour cent seulement de l'énergie libérée a été libérée lorsque le cratère Ries s'est formé. Environ deux kilomètres cubes de roches ont été déplacés. Un cratère a été créé avec un diamètre d'environ 3,5 km, une profondeur à l'origine d'environ 200 m et une montagne centrale clairement prononcée .

Cratère sur le Alb franconien

Dès 1969 - quelques années après la formation du cratère du Ries et du bassin de Steinheim pourraient être prouvés par des impacts de météorites - le bassin de Pfahldorf près de Kipfenberg ( 48 ° 57 ′ 42 ″  N , 11 ° 19 ′ 54 ″,  environ 60 km à l'est des Ries) O ) soulevé pour discussion comme un autre cratère météoritique possible d'un diamètre de 2,5 km. En 1971, le dôme de Stopfenheim, à 30 km au nord-est de la Ries, près d' Ellingen ( 49 ° 4 ′ 18 ″  N , 10 ° 53 ′ 24 ″  E ) d'un diamètre de 8 km a été interprété comme un éventuel cratère. Le géologue de Würzburg Erwin Rutte a attribué l'émergence d'un certain nombre d'autres structures arrondies sur le franconien Alb , jusqu'à 90 km à l'est du cratère du Ries, aux impacts de météorites qui se sont produits parallèlement à l'impact du Ries. Les cratères en question incluent le Wipfelsfurt à la percée de Weltenburg Danube ( 48 ° 54 ′ 12 ″  N , 11 ° 50 ′ 36 ″  O , 850 mètres de diamètre), une dépression allongée près de Sausthal près d' Ihrlerstein ( 48 ° 58 ′ 0 ″  N , 11 ° 49 '36 "  O , dimensions 850 x 620 mètres), le bassin de Mendorf à Altmannsteinstrasse ( 48 ° 52' 30"  N , 11 ° 36 '6 "  O 2,5 km de diamètre), et la structure circulaire de Laaber ( 49 ° 4 ′ 48 "  N , 11 ° 53 ′ 54"  E , 4,5 km de diamètre).

L'interprétation de ces structures comme des cratères d'impact est cependant controversée. Des preuves claires d'un impact de météorite comme des verres diaplectiques ou des minéraux à haute pression ( coésite , stishovite ) n'ont pas encore été trouvées. Les cônes de faisceau décrits à partir du Wipfelsfurt ne sont prononcés que de manière indistincte, de sorte que leur interprétation comme indicateur d'un impact est également incertaine. Le Wipfelsfurt est principalement vu comme un effondrement du Danube, les autres structures rondes ont probablement leur origine comme des dolines ou un terrain tectonique .

Impact de météorite sur le lac de Constance

Dans les contreforts alpins suisses autour de Saint-Gall se trouvent Jura - Des blocs de calcaire dans des roches plus jeunes de mélasse trouvés dont l'origine est incertaine. En raison de leur ressemblance avec les blocs de Reuters - des morceaux de calcaire qui ont été éjectés jusqu'à 70 km des Ries - l'effet d'un impact de météorite, qui aurait pu se produire en même temps que l'événement de Ries, a été discuté ici. Ces considérations sont étayées par les découvertes des cônes de rayons. Jusqu'à présent, cependant, aucune structure de cratère correspondante n'a été prouvée. Peut-être que l'impact s'est produit dans les sables meubles de la Molasse, de sorte qu'un cratère formé là-bas ne pouvait pas tenir, ou le cratère a été inondé par le lac de Constance. Des enquêtes détaillées, par exemple au moyen de forages de recherche , sont toujours en cours.

L'hypothèse de Rutte

Selon Erwin Rutte , les traces de l'impact ne se limitent pas à la région autour du cratère du Ries. Il postule l'impact de millions et de millions de solides, certains grands et certains petits, principalement de pierre et de fer, de poussière , de gaz et de glace, qui, en plus des cratères sur l'Alb, a également laissé des traces dans une région qui s'étend de le Alb sur le Haut Palatinat , la Basse Bavière et l'Allemagne La Haute-Autriche s'étend jusqu'à la Bohême.

Les brèches présentes dans la région d'Altmühl et dans le Haut-Palatinat sont appelées par Rutte de l' alemonite et interprétées comme de l'impactite, qui a émergé des calcaires jurassiques et des grès verts sous l'effet de la pression, des températures et de la silice cosmique . Rutte décrit maintenant aussi les gneiss et les granites de la forêt bavaroise et de la forêt de Bohême , les sédiments sablo-graveleux de la Bohême du Sud et les grès silicifiés d'Europe centrale comme alemonitiques ou alemonitisés: selon son hypothèse, une grande partie des météorites de pierre a fondu tout en traversant l'atmosphère terrestre et est entré dans une solution de silice agressive. Il s'est déversé sur l'Europe centrale en quantités très différentes, avec des effets de profondeur différents en conséquence, et a silicifié, cimenté et imprégné les roches des surfaces terrestres. Les gisements de kaolin dans le nord du Haut-Palatinat pourraient également s'expliquer par la gravure par des acides d'origine cosmique.

Selon Rutte, les gisements de minerai de fer autour de Riedenburg - Kelheim , qui ont été exploités dans l' Altmühlalb depuis l' époque celtique , et les localités Auerbach , Sulzbach-Rosenberg et Amberg , qui ont été utilisées industriellement dans le Haut-Palatinat jusqu'à récemment , sont également de météorite origine: le fer des météorites de fer fondu a pénétré les roches par le haut et s'est refroidi. L'origine météoritique postulée du fer était étayée par l'analyse des oligo-éléments.

Selon Rutte, la couverture limoneuse d' Alb est le résidu d'une roche atomisée à partir du gigantesque nuage qui a été jeté lors de la détonation d'impact. En outre, l'impact a nivelé le paysage vallonné du Jura entre les Nördlinger Ries et la forêt de Ratisbonne et a émoussé les hautes montagnes.

critique

L'hypothèse de Rutte d'un grand nombre d'impacts est considérée d'un œil critique par la majorité des géologues. L'interprétation de l'Alemonite comme impactite est controversée. D'une part, la fusion postulée des météorites de pierre en une solution de silice agressive n'a pas encore été confirmée. En revanche, la silicification n'est pas un phénomène inhabituel: dans de tels cas, le dioxyde de silicium provient secondairement des eaux souterraines contenant de l'acide silicique ou a été introduit lors de la sédimentation par des organismes à coquilles de galets.

La preuve analytique d'une origine cosmique de fer n'est pas contestée, et il y a aussi une explication non-cosmogonique pour les pelouses minerais: Les minerais de la région autour Sulzbach-Rosenberg et Amberg viennent donc du grès de fer du Jura et ont été formés lors de la formation des grès Dépôt sous forme d' oolite de fer , accumulé et solidifié plus tard. Le gisement d'Auerbach est situé dans du grès du Crétacé et, d'autre part, a également été transporté dans une solution aqueuse du grès ferreux de l'est.

Le couvert limoneux d'Alb est principalement interprété comme un limon résiduel qui a été laissé après l'altération de la marne , dont la teneur en chaux a été dissoute par les précipitations ( altération de l'acide carbonique ) et éliminée par des fissures . Les gisements de kaolin pourraient également être expliqués comme des résidus d'altération du feldspath sans effet d'impact.

Du point de vue de l' astronomie , l'impact temporellement et spatialement proche d'un grand nombre de météorites constituées de pierre, de fer et de glace est problématique. Ces différents objets devraient provenir de différents corps mères (astéroïdes et comètes ), et on ne sait pas encore comment un tel regroupement dense d'objets si différents devrait se produire.

Voir également

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liens web

Commons : Nördlinger Ries  - Album avec photos, vidéos et fichiers audio

Preuve individuelle

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Cet article a été ajouté à la liste des excellents articles le 19 février 2006 dans cette version .

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