Cratère Chicxulub

Le cratère Chicxulub ( IPA: [tʃikʃuˈlub] ) est un cratère d’impact enfoui sous la péninsule du Yucatán au Mexique . Son centre est au large près des communautés de Chicxulub Puerto et Chicxulub Pueblo , d’où le nom du cratère. Il s’est formé lorsqu’un gros astéroïde d’ environ 10 kilomètres de diamètre a percuté la Terre. Le cratère est estimé à 180 kilomètres (110 miles) de diamètre et 20 kilomètres (12 miles) de profondeur. C’est l’ une des plus grandes structures d’impact confirmées sur Terre , et la seule dont l’anneau de crêteest intact et directement accessible pour la recherche scientifique.

Cratère Chicxulub

Cratère/structure d’impact
Structure d’impact Chicxulub
L’ imagerie de la mission STS-99 de topographie radar de la navette de la NASA révèle une partie de l’anneau de 180 km (110 mi) de diamètre du cratère sous la forme d’un creux circulaire peu profond, de 3 à 5 m de profondeur et d’environ 5 km de large. De nombreux cenotes ( gouffres ) se regroupent autour du creux marquant le bord intérieur du cratère. ^[1]
Confiance	Confirmé
Diamètre	180 km (110 mi)
Profondeur	20 km (12 mi)
Diamètre de l’impacteur	10 kilomètres (6,2 mi)
Âge	66,043 ± 0,043 Ma Limite Crétacé-Paléogène ^[2]
Exposé	Non
Percé	Oui
Type bolide	Chondrite carbonée de type CM ou CR
Emplacement
Coordonnées	21°24′0′′N 89°31′0′′O / 21.40000°N 89.51667°O / 21.40000 ; -89.51667Coordonnées : 21°24′0′′N 89°31′0′′O / 21.40000°N 89.51667°O / 21.40000 ; -89.51667
Pays	Mexique
État	Yucatan
Cratère Chicxulub Localisation du cratère Chicxulub Cratère Chicxulub Cratère Chicxulub (Mexique) Afficher la carte de l’Amérique du NordAfficher la carte du MexiqueAfficher tout

Le cratère a été découvert par Antonio Camargo et Glen Penfield, des géophysiciens qui cherchaient du pétrole dans la péninsule du Yucatán à la fin des années 1970. Penfield a d’abord été incapable d’obtenir la preuve que la caractéristique géologique était un cratère et a abandonné ses recherches. Plus tard, grâce à un contact avec Alan R. Hildebrand en 1990, Penfield a obtenu des échantillons suggérant qu’il s’agissait d’une caractéristique d’impact. Les preuves de l’origine de l’impact du cratère comprennent du quartz choqué , une anomalie de gravité et des tektites dans les zones environnantes.

La date de l’impact coïncide avec la limite Crétacé-Paléogène (communément appelée limite K-Pg ou K-T), il y a un peu plus de 66 millions d’années , et il est maintenant largement admis que la dévastation et le dérèglement climatique dus à l’impact ont été la cause de l’ événement d’extinction du Crétacé-Paléogène , une Extinction de masse au cours de laquelle 75 % des espèces végétales et animales de la Terre ont disparu, y compris tous les dinosaures non aviaires .

Découverte

À la fin des années 1970, le géologue Walter Alvarez et son père, le scientifique lauréat du prix Nobel Luis Walter Alvarez , ont avancé leur théorie selon laquelle l’ extinction du Crétacé-Paléogène a été causée par un événement d’impact. ^{[3] [4]} La principale preuve d’un tel impact était contenue dans une fine couche d’argile présente dans la limite K-Pg à Gubbio, en Italie . Les Alvarez et ses collègues ont rapporté qu’il contenait une concentration anormalement élevée d’iridium , un élément chimique rare sur terre mais courant dans les astéroïdes. ^{[3] [5] [6]} Les niveaux d’iridium dans cette couche étaient jusqu’à 160 fois supérieurs au niveau de fond. ^[7]On a émis l’hypothèse que l’iridium s’est répandu dans l’atmosphère lorsque l’impacteur a été vaporisé et s’est déposé sur la surface de la terre parmi d’autres matériaux projetés par l’impact, produisant la couche d’argile enrichie en iridium. ^[8] À l’époque, le consensus n’était pas établi sur ce qui a causé l’extinction Crétacé-Paléogène et la couche limite, avec des théories incluant une supernova proche , un changement climatique ou une inversion géomagnétique . ^{[7] : 1095} L’hypothèse d’impact d’Alvarezes a été rejetée par de nombreux paléontologues, qui pensaient que le manque de fossiles trouvés près de la limite K – Pg – le “problème des trois mètres” – suggérait une disparition plus progressive des espèces fossiles . ^{[4] [9]}

Les Alvarezes, rejoints par le chimiste nucléaire Frank Asaro et la paléontologue de Berkeley Helen Michel, ont publié leur article sur l’anomalie de l’iridium dans Science en juin 1980. Leur article a été suivi par d’autres rapports de pointes d’iridium similaires à la limite K – Pg à travers le globe, et suscité un large intérêt pour la cause de l’extinction de K – Pg; plus de 2 000 articles ont été publiés dans les années 1980 sur le sujet. ^{[9] : 82 [10]} Il n’y avait pas de cratères d’impact connus qui avaient le bon âge et la bonne taille, ce qui a incité à rechercher un candidat approprié. ^[4] Reconnaissant l’ampleur du travail, Lee Hunt et Lee Silver ont organisé une réunion interdisciplinaire à Snowbird, Utah, en 1981. À l’insu des personnes rassemblées, la preuve du cratère qu’ils recherchaient était présentée la même semaine et serait largement manquée par la communauté scientifique. ^{[9] : 83–4 [10]}

Des années plus tôt, en 1978, les géophysiciens Glen Penfield et Antonio Camargo travaillaient pour la compagnie pétrolière publique mexicaine Petróleos Mexicanos (Pemex) dans le cadre d’un levé magnétique aéroporté du golfe du Mexique au nord de la péninsule du Yucatán . ^{[11] : 20–1} Le travail de Penfield était d’utiliser des données géophysiques pour repérer des emplacements possibles pour le forage pétrolier. ^[3] Dans les données magnétiques offshore, Penfield a noté des anomalies dont il a estimé et cartographié la profondeur. Il a ensuite obtenu des données gravimétriques à terreà partir des années 1940. Lorsque les cartes gravimétriques et les anomalies magnétiques ont été comparées, Penfield a décrit un “œil de boeuf” peu profond de 180 km (110 mi) de diamètre apparaissant sur l’environnement par ailleurs non magnétique et uniforme – une preuve claire pour lui d’une caractéristique d’impact. ^{[3] [12]} Une décennie plus tôt, la même carte avait suggéré un cratère à l’entrepreneur Robert Baltosser, mais on lui a interdit de publier sa conclusion par la politique d’entreprise de Pemex. ^{[11] : 20}

Penfield a présenté ses découvertes à Pemex, qui a rejeté la théorie du cratère, s’en remettant à la place aux découvertes qui attribuaient la caractéristique à l’activité volcanique. ^[12] Pemex a refusé la publication de données spécifiques, mais a laissé Penfield et Camargo présenter les résultats à la conférence de 1981 de la Society of Exploration Geophysicists . ^[10] La conférence de cette année-là a été sous-assistée et leur rapport a attiré peu d’attention, de nombreux experts des cratères d’impact et de la limite K – Pg assistant à la conférence Snowbird à la place. Carlos Byars, un journaliste du Houston Chronicle qui connaissait Penfield et avait lui-même vu les données gravitationnelles et magnétiques, a écrit un article sur l’affirmation de Penfield et Camargo, mais la nouvelle n’a pas été largement diffusée. ^{[11]: 23}

Bien que Penfield disposait de nombreux ensembles de données géophysiques, il n’avait pas de noyaux rocheux ou d’autres preuves physiques d’un impact. ^[3] Il savait que Pemex avait foré des puits d’exploration dans la région. En 1951, on fora dans ce qui était décrit comme une épaisse couche d’ andésite à environ 1,3 kilomètre (4 300 pieds) de profondeur. Cette couche aurait pu résulter de la chaleur et de la pression intenses d’un impact terrestre, mais au moment des sondages, elle a été rejetée comme un dôme de lave – une caractéristique non caractéristique de la géologie de la région. ^[3] Penfield a été encouragé par William C. Phinney , conservateur des roches lunaires au Johnson Space Center , à trouver ces échantillons pour prouver sa théorie. ^[12]Penfield a tenté de sécuriser des échantillons du site, mais on lui a dit qu’ils avaient été perdus ou détruits. Lorsque les tentatives de retour sur les sites de forage et de recherche de roches corroborantes se sont avérées infructueuses, Penfield a abandonné sa recherche, a publié ses découvertes et est retourné à son travail sur Pemex. ^[3] En voyant l’ article de Science de 1980 , Penfield a écrit à Walter Alvarez au sujet de la structure du Yucatán, mais n’a reçu aucune réponse. ^[dix]

Alvarez et d’autres scientifiques ont poursuivi leur recherche du cratère, bien qu’ils aient cherché dans les océans sur la base d’une analyse incorrecte de sphérules vitreuses de la limite K – Pg qui suggéraient que l’impacteur avait atterri en eau libre. ^[9] Ignorant la découverte de Penfield, l’ étudiant diplômé de l’Université d’Arizona Alan R. Hildebrand et le conseiller de la faculté William V. Boynton ont cherché un cratère près de la rivière Brazos au Texas . ^[9] Leurs preuves comprenaient de l’argile brun verdâtre avec un surplus d’iridium, contenant des grains de quartz choqués et de petites perles de verre altérées qui semblaient être des tektites . ^[13]Des dépôts épais et confus de fragments de roches grossières étaient également présents, que l’on pense avoir été décapés d’un endroit et déposés ailleurs par un événement d’impact. De tels dépôts se produisent dans de nombreux endroits mais semblaient concentrés dans le bassin des Caraïbes à la limite K – Pg. Lorsque le professeur haïtien Florentine Morás a découvert ce qu’il pensait être la preuve d’un ancien volcan en Haïti , Hildebrand a suggéré que cela pourrait être une caractéristique révélatrice d’un impact à proximité. Des tests sur des échantillons récupérés à la limite K – Pg ont révélé plus de verre tektite, formé uniquement dans la chaleur des impacts d’astéroïdes et des détonations nucléaires à haut rendement . ^[3]

En 1990, Carlos Byars a parlé à Hildebrand de la découverte antérieure par Penfield d’un possible cratère d’impact. ^{[14] : 50} Hildebrand a contacté Penfield et le couple a rapidement obtenu deux échantillons de forage des puits Pemex, qui étaient restés stockés à la Nouvelle-Orléans pendant des décennies. ^[12] L’équipe de Hildebrand a testé les échantillons, qui montraient clairement des matériaux métamorphiques de choc . ^[3] Une équipe de chercheurs californiens examinant des images satellites a trouvé un anneau de cénote ( gouffre ) centré sur la ville de Chicxulub Puerto qui correspondait à celui que Penfield avait vu plus tôt ; on pensait que les cenotes étaient causés par l’affaissement du bolide – affaiblilithostratigraphie autour de la paroi du cratère d’impact. ^[15] Des preuves plus récentes suggèrent que le cratère a une largeur de 300 km (190 mi) et que l’anneau de 180 km (110 mi) en est une paroi intérieure. ^[16] Hildebrand, Penfield, Boynton, Camargo et d’autres ont publié leur article identifiant le cratère en 1991. ^{[9] [13]} Le cratère a été nommé d’après la ville voisine de Chicxulub. Penfield a également rappelé qu’une partie de la motivation du nom était “de donner aux universitaires et aux opposants à la NASA un moment difficile pour le prononcer” après des années à rejeter son existence. ^[12]

En mars 2010, quarante et un experts de nombreux pays ont examiné les preuves disponibles : 20 ans de données couvrant une variété de domaines. Ils ont conclu que l’impact à Chicxulub avait déclenché les extinctions massives à la frontière K-Pg. ^{[4] [17] [18]} Les dissidents, notamment Gerta Keller de l’université de Princeton , ont proposé un coupable alternatif : l’éruption des pièges du Deccan dans ce qui est maintenant le sous-continent indien . Cette période de volcanisme intense s’est produite avant et après l’impact de Chicxulub ; ^{[4] [19]} des études dissidentes soutiennent que le pire de l’activité volcanique s’est produit avantl’impact et le rôle des pièges du Deccan façonnaient plutôt l’évolution des espèces survivantes après l’impact. ^[20] Une étude de 2013 a comparé les isotopes du verre d’impact de l’impact de Chicxulub avec les isotopes des cendres de la limite K – Pg, concluant qu’ils étaient datés presque exactement de la même manière dans les limites de l’erreur expérimentale. ^[2]

Spécificités de l’impact

Une étude de 2013 dans Science a obtenu une estimation moyenne de l’âge de l’impact il y a 66 043 000 ± 11 000 ans (il y a ± 43 000 ans compte tenu de l’erreur systématique), sur la base de plusieurs sources de preuves, y compris la datation argon-argon des tektites d’Haïti et des horizons de bentonite recouvrant l’horizon d’impact dans le nord-est du Montana, aux États-Unis. ^[2] Cette date a été étayée par une étude de 2015 basée sur la datation argon-argon du téphra trouvé dans les lits de lignite dans le Hell Creek et recouvrant les formations de Fort Union dans le nord-est du Montana. ^[21] Une étude de 2018 basée sur la datation argon-argon de sphérules de l’île Gorgonilla, Colombiea obtenu un résultat légèrement différent il y a 66 051 000 ± 31 000 ans. ^[22] L’impact a été interprété comme s’étant produit au printemps de l’hémisphère nord ^[23] ou à la fin du printemps ou de l’été de l’hémisphère nord ^[24] sur la base des courbes isotopiques annuelles des os d’ esturgeons et de polyodons trouvés sur le site de Tanis dans le sud-ouest du Dakota du Nord, qui est que l’on pense s’être formées quelques heures après l’impact. Une étude de 2020 a conclu que le cratère Chicxulub avait été formé par un impact incliné (45–60 ° à l’horizontal) du nord-est. ^[25] Le site du cratère au moment de l’impact était une plate-forme marine carbonatée . ^[26]La profondeur de l’eau sur le site d’impact variait de 100 mètres (330 pieds) sur le bord ouest du cratère à plus de 1 200 mètres (3 900 pieds) sur le bord nord-est. ^[27] Les roches du fond marin consistaient en une séquence de 3 kilomètres (1,9 mi) d’épaisseur de sédiments marins âgés du Jurassique-Crétacé, principalement des roches carbonatées comprenant de la dolomite (35 à 40 % de la séquence totale) et du calcaire (25 à 30 %) ainsi que des évaporites . ( anhydrite 25-30%) et des quantités mineures de schiste et de grès (3-4%) reposant sur environ 35 kilomètres (22 mi) de croûte continentale , composée de socle cristallin igné y compris le granit . ^[28]

Il existe un large consensus sur le fait que l’impacteur de Chicxulub était un astéroïde avec une composition de chondrite carbonée , plutôt qu’une comète. ^[29] L’impacteur mesurait environ 10 kilomètres (6,2 miles) de diamètre ^[29] – assez grand pour que, s’il était placé au niveau de la mer, il aurait atteint plus haut que le mont Everest . ^{[9] : 9}

Effets

Une animation montrant l’impact de Chicxulub et la formation ultérieure de cratères

La vitesse de l’impacteur a été estimée à 20 kilomètres par seconde. ^[30] L’énergie cinétique de l’impact a été estimée à 100 tératonnes de TNT , ^[31] plus de 4,5 milliards de fois l’énergie de la bombe atomique larguée sur Hiroshima, au Japon . ^[32] L’impact a créé des vents de plus de 1000 kilomètres par heure (620 mph) près du centre de l’explosion, ^[33] et a créé une cavité transitoire de 100 kilomètres (62 mi) de large et 30 kilomètres (19 mi) de profondeur qui s’est effondrée plus tard. Cela a formé un cratère principalement sous la mer et recouvert de 600 mètres (2000 pieds) de sédiments au 21e siècle. ^[34]L’impact, l’expansion de l’eau après le remplissage du cratère et l’activité sismique associée ont engendré des mégatsunamis de plus de 100 mètres (330 pieds) de haut, une simulation suggérant que les vagues immédiates de l’impact pourraient avoir atteint jusqu’à 1,5 kilomètre (~ 1 mi) de haut. ^{[35] [36]} Les vagues ont parcouru le fond marin, laissant des ondulations sous ce qui est maintenant la Louisiane avec des longueurs d’onde moyennes de 600 mètres et des hauteurs de vague moyennes de 16 mètres, les plus grandes ondulations documentées. ^{[37] [38]} Les matériaux déplacés par les tremblements de terre ultérieurs et les vagues ont atteint tout le chemin jusqu’à ce qui est maintenant le Texas et la Floride , et peuvent avoir perturbé les sédiments jusqu’à 6 000 kilomètres du site d’impact. ^{[32][35] [39]} L’impact a déclenché un événement sismique avec une magnitude estimée de 9 à 11_Mw sur le site d’impact. ^[40]

Un nuage de poussière chaude, de cendres et de vapeur se serait propagé depuis le cratère, avec pas moins de 25 billions de tonnes métriques de matériaux excavés éjectés dans l’atmosphère par l’explosion. Une partie de ce matériau s’est échappé de l’orbite, se dispersant dans tout le système solaire, ^[4] tandis qu’une partie est retombée sur terre, chauffée jusqu’à l’ incandescence lors de la rentrée. La roche a grillé la surface de la terre et déclenché des incendies de forêt, dont on estime qu’ils ont enveloppé près de 70 % des forêts de la planète. La dévastation des créatures vivantes même à des centaines de kilomètres était immense, et une grande partie du Mexique et des États-Unis actuels auraient été désolés. ^{[3] [9] : 10–13 [4]}Des preuves fossiles d’une extinction instantanée de divers animaux ont été trouvées dans une couche de sol de seulement 10 centimètres (3,9 pouces) d’épaisseur dans le New Jersey , à 2 500 kilomètres (1 600 mi) du site d’impact, indiquant que la mort et l’enterrement sous les débris se sont produits soudainement et rapidement. sur de grandes distances sur terre. ^[34] Des recherches sur le terrain de la formation de Hell Creek dans le Dakota du Nord publiées en 2019 montrent l’extinction massive simultanée d’une myriade d’espèces combinée à des caractéristiques géologiques et atmosphériques compatibles avec l’événement d’impact. ^[4]

En raison de l’eau relativement peu profonde, la roche qui a été vaporisée comprenait du gypse riche en soufre de la partie inférieure de la séquence du Crétacé, qui a été injecté dans l’atmosphère. ^[34] Cette dispersion mondiale de poussières et de sulfates aurait entraîné un effet soudain et catastrophique sur le climat mondial, provoquant de fortes chutes de température et dévastant la chaîne alimentaire . Les chercheurs ont déclaré que l’impact a généré une calamité environnementale qui a éteint la vie, mais il a également induit un vaste système hydrothermal souterrain qui est devenu une oasis pour la récupération de la vie. ^{[41] [42]}Des chercheurs utilisant des images sismiques du cratère en 2008 ont déterminé que l’impacteur avait atterri dans des eaux plus profondes qu’on ne le supposait auparavant, ce qui peut avoir entraîné une augmentation des aérosols de sulfate dans l’atmosphère, en raison de la plus grande quantité de vapeur d’eau disponible pour réagir avec l’anhydrite vaporisée. Cela aurait pu rendre l’impact encore plus meurtrier en refroidissant le climat et en générant des pluies acides . ^[43]

L’émission de poussières et de particules aurait pu recouvrir toute la surface de la terre pendant plusieurs années, voire une décennie, créant un environnement hostile pour les êtres vivants. La production de dioxyde de carbone provoquée par la destruction des roches carbonatées aurait conduit à un effet de serre brutal . ^{[13] : 5} Sur une décennie ou plus, la lumière du soleil aurait été empêchée d’atteindre la surface de la terre par les particules de poussière dans l’atmosphère, refroidissant considérablement la surface. La photosynthèse par les plantes aurait également été interrompue, affectant toute la chaîne alimentaire . ^{[44] [45]} Un modèle de l’événement développé par Lomax et al. (2001) suggèrent que les taux de productivité primaire nette (PPN) pourraient avoir augmenté à des niveaux supérieurs à ceux d’avant l’impact à long terme en raison des fortes concentrations de dioxyde de carbone. ^[46]

Un effet local à long terme de l’impact a été la création du bassin sédimentaire du Yucatán qui “a finalement produit des conditions favorables à l’établissement humain dans une région où les eaux de surface sont rares”. ^[47]

Enquêtes post-découverte

Localisation des levés sismiques et des forages

Données géophysiques

Deux ensembles de données de réflexion sismique ont été acquis sur les parties offshore du cratère depuis sa découverte. Des ensembles de données sismiques 2D plus anciens ont également été utilisés, acquis à l’origine pour l’exploration d’hydrocarbures. Un ensemble de trois lignes 2D longue durée a été acquis en octobre 1996, d’une longueur totale de 650 km, par le groupe BIRPS . Chicx-A a été abattu parallèlement à la côte, tandis que Chicx-B et Chicx-C ont été abattus respectivement NW-SE et SSW-NNE. En plus de l’imagerie par réflexion sismique conventionnelle, des données ont également été enregistrées à terre pour permettre l’imagerie par réfraction à grand angle. ^{[48] [49]}

En 2005, un autre ensemble de profils a été acquis, portant la longueur totale des données sismiques 2D à forte pénétration à 2 470 km. Cette étude a également utilisé des sismomètres de fond océanique et des stations terrestres pour permettre l’inversion du temps de trajet 3D afin d’améliorer la compréhension de la structure de vitesse du cratère. Les données ont été concentrées autour de l’anneau de pointe offshore interprété pour aider à identifier les emplacements de forage possibles. De plus, 7 638 km de données gravimétriques ont été acquises à cette époque. L’acquisition a été financée par la National Science Foundation (NSF), le Natural Environment Research Council (NERC) avec l’assistance logistique de l’ Université nationale autonome du Mexique (UNAM) et du Centro de Investigación Cientifícas de Yucatán.(CICY). ^{[50] [26]}

Forage de puits

Pemex a foré plusieurs forages d’exploration d’hydrocarbures sur la péninsule du Yucatan, qui ont fourni des données utiles à partir d’ échantillons de carottes intermittents . L’UNAM a foré une série de huit forages entièrement carottés en 1995, dont trois ont pénétré suffisamment profondément pour atteindre les dépôts d’éjecta à l’extérieur du bord principal du cratère, UNAM-5, 6 et 7. En 2001–2002, un forage scientifique a été foré près de l’Haciende Yaxcopoil, connu sous le nom de Yaxopoil-1 (ou plus communément Yax-1), à une profondeur de 1511 m sous la surface, dans le cadre du Programme international de forage scientifique continental (ICDP). Le forage a été carotté en continu, traversant 100 m d’impactites. ^[51] Trois forages entièrement carottés ont également été forés par la Comisión Federal de Electricidad(avec UNAM), dont un (BEV-4) était suffisamment profond pour atteindre les dépôts d’éjectas. ^[52]

En 2016, une équipe conjointe Royaume-Uni-États-Unis a obtenu les premiers échantillons de carottes offshore, à partir de l’anneau de pointe dans la zone centrale du cratère avec le forage du trou de forage connu sous le nom de M0077A, faisant partie de l’expédition 364 du Programme international de découverte de l’océan ( IODP). Le forage a atteint 1 335 m (4 380 pieds) sous le fond marin. ^{[53] [54]} La préparation et l’analyse des échantillons ont été effectuées à Brême, en Allemagne. ^{[55] [56] [57]}

Morphologie

Coupe transversale schématique sur la structure d’impact de Chicxulub

La morphologie du cratère Chicxulub est connue principalement à partir de données géophysiques. Il a une structure multi-anneau concentrique bien définie. L’anneau le plus externe (jusqu’à 130 km du centre du cratère), identifié à l’aide de données de réflexion sismique, est un anneau de failles normales, se jetant vers le centre du cratère, marquant la limite externe d’une déformation crustale significative. ^{[58] [59]} En se déplaçant vers le centre, l’anneau suivant est le bord principal du cratère, également connu sous le nom de “bord intérieur” qui est en corrélation avec l’anneau de cenotes à terre et une anomalie circulaire majeure du gradient de gravité de Bouguer. ^{[60] [27]} Celui-ci a un rayon qui varie entre 70 et 85 km. ^[26]La prochaine structure annulaire se déplaçant vers l’intérieur est l’Anneau de crête. La zone entre le bord intérieur et l’Anneau de crête est décrite comme la “zone de terrasse”, caractérisée par une série de blocs de faille définis par des failles normales plongeant vers le centre du cratère, parfois appelées “blocs d’affaissement”. L’Anneau de crête mesure environ 80 km de diamètre et de hauteur variable, de 400 à 600 m au-dessus de la base du cratère à l’ouest et au nord-ouest et de 200 à 300 m au nord, au nord-est et à l’est. ^[26] La partie centrale du cratère se trouve au-dessus d’une zone où le manteau a été soulevé de telle sorte que le Moho est moins profond d’environ 1 à 2 km par rapport aux valeurs régionales. ^{[59] [26]}

Les structures en anneau sont mieux développées au sud, à l’ouest et au nord-ouest, devenant plus indistinctes vers le nord et le nord-est de la structure. Ceci est interprété comme étant le résultat d’une profondeur d’eau variable au moment de l’impact, avec des anneaux moins bien définis résultant des zones avec des profondeurs d’eau nettement plus profondes que 100 m. ^[27]

Géologie

Le centre du cratère se trouve près du village de Chicxulub Puerto, Yucatán.

Géologie avant impact

Avant l’impact, la géologie de la région du Yucatan, parfois appelée «roches cibles», consistait en une séquence de calcaires principalement crétacés, recouvrant des lits rouges d’âge incertain au-dessus d’une discordance avec le socle à dominante granitique . Le sous-sol fait partie du bloc Maya et les informations sur sa composition et son âge dans la région du Yucatan ne proviennent que des résultats de forage autour du cratère Chicxulub et de l’analyse des matériaux du sous-sol trouvés dans les éjectas sur des sites limites K-Pg plus éloignés. Le bloc Maya fait partie d’un groupe de blocs crustaux trouvés au bord du continent Gondwana . Les âges du zircon sont cohérents avec la présence d’une croûte d’âge Grenville sous-jacente , avec de grandes quantités deRoches ignées liées à l’arc édiacarien , interprétées comme s’étant formées dans l’ orogenèse panafricaine . Des granitoïdes du Paléozoïque tardif (le “granit rose” distinctif) ont été trouvés dans le trou de forage annulaire de pointe M0077A, avec un âge estimé à 326 ± 5 millions d’années ( Carbonifère ). Ceux-ci ont une composition adakitique et sont interprétés pour représenter les effets du détachement de la dalle au cours de l’ orogenèse Marathon-Ouachita , une partie de la collision entre Laurentia et Gondwana qui a créé le supercontinent Pangée . ^[61]

Une épaisseur variable de lits rouges (maximum 115 m) a été rencontrée au-dessus du socle granitique, particulièrement dans la partie sud de la zone. On pense que ces roches clastiques continentales datent du Trias au Jurassique, bien qu’elles puissent s’étendre jusqu’au Crétacé inférieur. La partie inférieure de la séquence du Crétacé inférieur est constituée de dolomite avec de l’anhydrite et du gypse interstratifiés, la partie supérieure étant du calcaire, avec en partie de la dolomite et de l’anhydrite. L’épaisseur du Crétacé inférieur varie de 750 m jusqu’à 1675 m dans les forages. La séquence du Crétacé supérieur est principalement constituée de calcaire de plate-forme, avec des marneset anhydrite interstratifiée. Son épaisseur varie de 600 m à 1200 m. Il existe des preuves d’un bassin crétacé dans la région du Yucatan qui a été nommé la fosse du Yucatan, s’étendant approximativement sud-nord, s’élargissant vers le nord, expliquant les variations d’épaisseur observées. ^[62]

Roches d’impact

Les roches d’impact les plus couramment observées sont les suévites , trouvées dans de nombreux forages forés autour du cratère Chicxulub. La plupart des suévites ont été resédimentées peu après l’impact par la résurgence de l’eau océanique dans le cratère. Cela a donné naissance à une couche de suévite s’étendant de la partie intérieure du cratère jusqu’au bord extérieur. ^[63]

On pense que les roches fondues par impact remplissent la partie centrale du cratère, avec une épaisseur maximale de 3 km. ^[64]Les échantillons de roche fondue qui ont été étudiés ont des compositions globales similaires à celles des roches du socle, avec quelques indications de mélange avec une source de carbonate, présumée être dérivée des carbonates du Crétacé. Une analyse des roches fondues échantillonnées par le trou de forage M0077A indique deux types de roches fondues, une fonte à impact supérieur (UIM), qui a une composante claire de carbonate comme le montre sa chimie globale et la présence de clastes calcaires rares et une fonte à impact inférieur ( LIM) dépourvu de tout composant carbonaté. La différence entre les deux fontes d’impact est interprétée comme étant le résultat de la partie supérieure de la fonte d’impact initiale, représentée par le LIM dans le trou de forage, se mélangeant avec des matériaux de la partie peu profonde de la croûte retombant dans le cratère ou étant ramené par la résurgence formant l’UIM.

Le “granit rose”, un granitoïde riche en Feldspath alcalin trouvé dans le trou de forage de l’anneau de pic présente de nombreuses caractéristiques de déformation qui enregistrent les contraintes extrêmes associées à la formation du cratère et au développement ultérieur de l’anneau de pic. ^{[41] [65]} Le granitoïde a une densité et une vitesse d’ Onde P inhabituellement faibles par rapport aux roches granitiques typiques du socle. L’étude du noyau de M0077A montre les caractéristiques de déformation suivantes dans l’ordre apparent de développement : fracturation envahissante le long et à travers les joints de grains, une forte densité de failles de cisaillement, des bandes de cataclasite et d’ultra-cataclasite et certaines structures de cisaillement ductiles. Cette séquence de déformation est interprétée comme résultant de la formation initiale de cratère impliquant une Fluidisation acoustique suivie d’une faille de cisaillement avec le développement de cataclasites avec des zones de faille contenant des coulées d’impact. ^[66]

Le forage de l’anneau de pointe sous le fond marin a également découvert des preuves d’un système hydrothermal massif, qui a modifié environ 1,4 × 10 ⁵ km ³ de la croûte terrestre et a duré des centaines de milliers d’années. Ces systèmes hydrothermaux peuvent fournir un soutien à l’origine de l’impact de l’hypothèse de la vie pour l’ Hadéen , ^[67] lorsque toute la surface de la terre a été affectée par des impacteurs beaucoup plus grands que l’impacteur Chicxulub. ^[68]

Géologie post-impact

Après l’arrêt des effets immédiats de l’impact, la sédimentation dans la zone de Chicxulub est revenue à l’ environnement de dépôt de carbonate de plate-forme d’eau peu profonde qui la caractérisait avant l’impact. La séquence, qui remonte au Paléocène, est constituée de marnes et de calcaires, atteignant une épaisseur d’environ 1 000 m. ^{[13] : 3} La limite K–Pg à l’intérieur du cratère est significativement plus profonde que dans la zone environnante. ^{[13] : 4}

Sur la péninsule du Yucatan, le bord intérieur du cratère est marqué par des amas de cénotes, ^[69] qui sont l’expression en surface d’une zone d’écoulement préférentiel des eaux souterraines, déplaçant l’eau d’une zone de recharge au sud vers la côte à travers un aquifère karstique système. ^{[70] [13] : 4} À partir des emplacements des cénotes, l’aquifère karstique est clairement lié au bord du cratère sous-jacent, ^[71] peut-être par des niveaux plus élevés de fracturation, bien que le mécanisme précis reste inconnu.

Origine astronomique de l’impacteur

En 1998, une météorite de 2,5 mm a été décrite dans le Pacifique Nord à partir de sédiments couvrant la limite Crétacé-Paléogène, qui a été suggérée pour représenter un fragment de l’impacteur Chicxulub. L’analyse a suggéré qu’il correspondait le mieux aux critères des chondrites carbonées CV , CO et CR . ^[72]

En septembre 2007, un rapport publié dans Nature a proposé une origine pour l’astéroïde qui a créé le cratère Chicxulub. ^[44] Les auteurs, William F. Bottke , David Vokrouhlický et David Nesvorný , ont soutenu qu’une collision dans la ceinture d’astéroïdes il y a 160 millions d’années a abouti à la famille d’astéroïdes Baptistina, dont le plus grand membre survivant est 298 Baptistina. Ils ont proposé que “l’astéroïde Chicxulub” fasse également partie de ce groupe. La connexion entre Chicxulub et Baptistina est étayée par la grande quantité de matière carbonée présente dans les fragments microscopiques de l’impacteur, suggérant que l’impacteur faisait partie d’une classe peu commune d’astéroïdes appelés chondrites carbonées, comme Baptistina. Selon Bottke, l’impacteur Chicxulub était un fragment d’un corps parent beaucoup plus grand d’environ 170 km (106 mi) de diamètre, l’autre corps impactant mesurant environ 60 km (37 mi) de diamètre. ^{[73] [74]}

En 2011, les données du Wide-field Infrared Survey Explorer ont révisé la date de la collision qui a créé la famille Baptistina il y a environ 80 millions d’années. Cela rend un astéroïde de cette famille hautement improbable d’être l’astéroïde qui a créé le cratère Chicxulub, car généralement le processus de résonance et de collision d’un astéroïde prend plusieurs dizaines de millions d’années. ^[75] En 2010, une autre hypothèse a été proposée qui impliquait l’astéroïde 354P/LINEAR nouvellement découvert , un membre de la famille d’astéroïdes Flora , comme une possible cohorte restante de l’impacteur K/Pg. ^[76]

Quatre laboratoires indépendants ont montré des concentrations élevées d’iridium dans l’Anneau de crête du cratère, corroborant davantage l’hypothèse d’impact d’astéroïde. ^[77] Au cours du même mois, Avi Loeb et un collègue ont publié une étude dans Scientific Reports suggérant que l’impacteur était un fragment d’une comète perturbée , plutôt qu’un astéroïde qui a longtemps été le principal candidat parmi les scientifiques. ^{[78] [79]} Cela a été suivi d’une réfutation publiée dans Astronomy & Geophysics en juin de la même année, qui accusait l’article d’ignorer le fait que la masse d’iridium déposée à travers le globe par l’impact (estimée à environ 2,0 –2,8 × 10¹¹ grammes), était trop grand pour être créé par un impacteur de comète, et a suggéré sur la base de preuves géochimiques, y compris l’excès d’ isotope de chrome ⁵⁴ Cr et les ratios de métaux du groupe du platine trouvés dans les couches d’impact marines, que l’impacteur était soit un CM ou CR chondrite carbonée astéroïde de type C . ^[29] En juillet 2021, une étude a rapporté que l’impacteur provenait probablement de la partie principale externe de la ceinture d’astéroïdes , sur la base de simulations numériques. ^[80]

Voir également

Ceinture de roches vertes de Barberton
Liste des cratères d’impact sur Terre
Liste des structures d’impact possibles sur Terre
Événement d’extinction du Permien-Trias
Chronologie de la recherche sur les événements d’extinction du Crétacé-Paléogène

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Liens externes

Wikimedia Commons a des médias liés au cratère Chicxulub .

Cratère Chicxulub
Chicxulub : Variations de l’amplitude du champ de gravité au niveau de la mer image (Lunar and Planetary Institute, USRA)
“Doutes sur les dinosaures” – Scientific American
Articles et présentations résultant du projet de forage Chicxulub 2016

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