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Pierre Thomas, ENS / OSU Lyon Observatoire de Lyon, 5 juin 2020
Les impacts et les cratères de météorites
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Quelques chutes et chocs historiques célèbres ou moins célèbres,
et les enseignements qu’ils apportent sur des évènements plus anciens
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Le plus célèbre impact récent : la chute de Tcheliabinsk (Russie)du 15 février 2013.Carte d’identité :
- Masse : ≈ 100 000 t- Volume : ≈ 33 500 m3
- Diamètre : ≈ 20 m - Vitesse d’entrée au-dessus de l’atmosphère :
≈ 19 km/s - Énergie dégagée : ≈ 500 kt de TNT
(≈ 30 Hiroshima)- Nature : astéroïde géocroiseur de
nature chondritique
Février 2013
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Le plus célèbre impact récent : la chute de Tcheliabinsk (Russie)du 15 février 2013.Carte d’identité :
- Masse : ≈ 100 000 t- Volume : ≈ 33 500 m3
- Diamètre : ≈ 20 m - Vitesse d’entrée au-dessus de l’atmosphère :
≈ 19 km/s - Énergie dégagée : ≈ 500 kt de TNT
(≈ 30 Hiroshima)- Nature : astéroïde géocroiseur de
nature chondritique
Les 3 chutes
La rupture
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http://www.meteorites.ru/menu/press-e/yuzhnouralsky2013-e.php
La trainée, vue du sol…
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http://www.astropilot.info/russian-meteor.htm
… vue d’un avion de ligne…
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http://www.gizmodo.com.au/2013/02/here-is-one-of-the-impact-sites-of-the-russian-meteor/
100 km
… vue par des satellites météo. Avec tout ça, on reconstruit bien la trajectoire dans et, en extrapolant, hors atmosphère.
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M
V
T
M
Météorite de Tcheliabinsk
15-02-2013
Et voici l’orbite de l’impacteur, typique d’un astéroïde géocroiseur.
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Nature 503, 238–241 (14 November 2013), P. G. Brown et al http://www.nature.com/nature/journal/v503/n7475/full/nature12741.html
Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes
avant et après le maximum) et (3) l’altitude où cette lumière a été émise (rappel : Mag. Soleil = -26,7) → au moins 10 fois la luminosité du Soleil . Il y a eu quelques cas de « coup de Soleil ».
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Dehors avec neige
Couloir d’entreprise
Porte de garage
1 mn 30 s
2 mn 22 s
L’explosion du bolide dans l’atmosphère a engendré une onde de choc acoustique, qui a occasionné des dégâts et environ 1000 blessés (heureusement 0 morts).
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Il y a 1mn30s d’écart entre le pic de lumière et l’onde de choc dans le 1er film, 2mm 22s dans le 2e film. La vitesse du son étant de 340 m/s, l’explosion a eu lieu à 30 km du 1er site, 42 km du 2e site. On peut en déduire l’altitude de l’explosion : 23 km.
Dehors avec neige
Couloir d’entreprise
Porte de garage
1 mn 30 s
2 mn 22 s
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Cette onde de choc acoustique arrivant au sol a engendré une onde de choc sismique, enregistrée jusqu’à des milliers de kilomètres.
Tauzin et al, 2013
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On peut estimer l’énergie ayant été véhiculée par ces ondes de choc (atmosphérique ou sismique), ce qui s’ajoute à l’estimation de l’énergie déduite des courbes de lumière. Avec des modèles tirés, entre autres, des activités des militaires, on peut arriver à l’énergie dégagée : ≈ 500 kt de TNT (30 fois Hiroshima = 16 kt)
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De nombreux « petits » morceaux sont tombés au sol, ici dans un lac.
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L’essentiel de la masse a été vaporisée ou réduite en poussières
Seule une infime minorité de l’impacteur(0,0001 %) a été retrouvée : c’est une chondrite LL5, r = 3,3)
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≈
On a donc l’énergie : E ≈ 500 kt ≈ 2 000 . 1012 J.Cette énergie initiale était égale à ½ m v2. On connait v ≈ 20 km/s, on en déduit m ≈ 100 000 tComme on connait r (3300 kg/m3,) on en déduit le diamètre : D ≈ 20 m (un immeuble de 7 étages)
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https://www.businessinsider.fr/us/nasa-map-confirms-bright-meteor-landed-off-south-australia-coast-2019-5
Cette chute de Tcheliabinsk est la plus grosse depuis les trente dernières années, et de loin.
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Ce choc de 2013 nous a aidé à mieux comprendre deux autres évènements célèbres : - Celui de 1908
(Tunguska) - Celui d’il y a
28 millions d’années à l’origine du « verre de Libye » (c’est moins sûr).
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Le 30 juin 1908, une gigantesque explosion couche et brule des km2 de forêt en Sibérie. À moins de 20 km de l’épicentre de Tunguska les 600 à 700 rennes de Vasiliy Dzhenkoul furent instantanément réduits en cendres, les chiens furent brulés vifs, toutes les tentes des nomades furent brulées ainsi que tous les stocks de nourriture et de bois…
Juin 1908
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Taille (Ø = 60 km) et forme de la zone de forêt totalement détruite calquées sur la région lyonnaise.
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http://www.universetoday.com/28028/was-the-tunguska-fireball-a-comet-chemical-bomb/
Dessin d’Artiste (Don Davis)
Ce qui s’est passé à Tcheliabinsk a permis de comprendre ce qui c’est passé en 1908 au-dessus de la Tunguska : la même chose en 20 fois plus énergétique : 600 Hiroshima (10 méga-tonnes de TNT)
http://the-portal.net/en/node/66
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Allons dans le Sahara, quelque part à la frontière Égypte / Libye
- 28 millions d’années
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Sur environ 6500 km2, dispersés avec les cailloux du désert, on trouve des morceaux de « verre naturel » jaunâtre, fait de sable quartzeux fondu et re-solidifié. Cette fusion a été datée à -28 millions d’années avec les tradition-nelles méthodes de radiochronologie.
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Petites et gros morceaux de verre libyque
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Hommes préhistoriques et pharaons utilisaient ce verre libyque pour divers usages
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Ce qui a dû se passer il y a 28 millions d’année au-dessus du Sahara : un giga Tcheliabinsk ou un méga Tunguska a fait fondre le sable en une couche de verre (maintenant disloquée par l’érosion)
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Juillet 1992 : la comète Shoemaker-Levy passe très près de Jupiter ce qui (1) modifie son orbite en la rendant infiniment moins elliptique, (2) la casse en 26 fragments, et (3) amène ces fragments à frapper Jupiter en juillet 1994
1
3
JSUN
juillet 1994
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Une vue d’artiste de la collision
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Juillet 1994
Traces des chutes des morceaux de la comète Shoemaker-Levy 9 sur Jupiter entre le 16 et le 22 juillet 1994
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Cela permet d’expliquer les
« catena », d’étranges structures fréquentes
sur Ganymède et Callisto, et même sur…
100 km
Enki catena
50 km
Gipul catena
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… sur la Lune, Davy catena
(L = 60 km) où la Terre a dû, en son temps, jouer le rôle de Jupiter,
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Le 9 octobre 1992 au soir, un objet lumineux traversa le ciel
des USA sur plus de 700 km, du Kentucky au New Jersey. Cette boule de feu, unique au début
de sa trajectoire (Sud Ouest), se scinda en plusieurs dizaines de fragments lumineux. Un de ces
fragments, le seul qui soit arrivé au sol et qu'on ait retrouvé,
d'un poids de 12 kg, tomba sur la voiture de Miss Michelle Knapp, en perça le coffre et s'enfonça d'une dizaine de
centimètres dans le goudron
Octobre 1992
Pierre Thomas
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4 septembre 1511 : une météorite tombe en Lombardie
Raphaël « glisse » cette chute dans sa Madone de Foligno
La Madone de Foligno (Raphaël, 1511-1512)
1511
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Avec la multiplication des portables, multiplication des images
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Raphaël était un bon observateur
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1492 : une météorite tombe sur Ensisheim (Alsace), la 1re chute
décrite et avérée en France
1492
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Un milliard d’hommes se prosternent théoriquement 5 fois par jour en direction …
Vers + 622, ou -2000
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… d’une probable météorite, pierre donnée par Dieu à Mahomet (via Abraham et Gabriel), dit-on.
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Si le corps impacteur est trop gros et/ou trop « solide » pour être détruit et/ou fragmenté, il arrive au sol à grande vitesse, et engendre ce qu’on appelle un « cratère de météorite » et plus exactement un astroblème. On va en visiter quelques-uns.
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Les cratères de météorite. D’abord, les cratères simples
Dans l‘antiquité, et particulièrement chez les Grecs, le mot cratère désigne un grand vase servant à mélanger le vin et l'eau
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La Lune (le cratère Moltke, Ø = 6 km)
La Terre (le cratère Roter-Kamm, Ø = 2,5 km, Namibie)
Les « petits » cratères, ont une forme de bol. On les appelle cratères simples.
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Le cratère Encke C (Ø = 9 km)
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Isidorus D, (Ø = 15 km)
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http://www.hdwallpapersinn.com/meteor-crater-pictures.html
Sur Terre, on peut y faire de la géologie, et mieux compren-dre le mécanisme de leur formation. Le plus célèbre des cratères simples terrestres : le Meteor Crater de l’Arizona(Ø = 1,2 km, P = 120 m, Øm = 30 à 50m, Mm = 100 000 à 400 000 t, âge = 50 000 ans)
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Moenkopi Fm
Kaibab Fm
Coconino Fm
Dans ses remparts, on y voit la succession des couches (horizontales) constituant le sous-sol de ce secteur de l’Arizona
? ? ?
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E
M
K
http://earthly-musings.blogspot.fr/2010/12/ground-zero-hike-into-meteor-crater.html
Approchons nous de la crête : les roches intactes (K et M) sont surmontées de brèches (E)
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De bas en haut, Moenkopi intact, éjectas constitués de brèche (débris) de Moenkopi, puis de brèche (débris) de Kaibab
Pierre Thomas
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Approchons nous d’un autre secteur de la crête. La structure y est complexe, avec redressement et « retournement ». Zoomons!
http://www.lpi.usra.edu/publications/books/barringer_crater_guidebook/
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Il y a « bréchification », retournement, et ce retournement se fait grâce à une torsion
http://www.lpi.usra.edu/publications/books/barringer_crater_guidebook/
![Page 51: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/51.jpg)
Reconstitu-tion de la structure finale, avant et après érosion (la
bréchificationdes couches n’a pas été dessinée)
http://www.lpi.usra.edu/publications/books/barringer_crater_guidebook/
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La genèse des cratères : une histoire d’onde de choc
En plus des études géologiques, on fait des simulations analogiques …
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Melosh (1989)
… des calculs, des simulations numériques… et on arrive au modèle suivant :
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La formation d’un cratère simple en 6 étapes
1
2
3
4
4
5
6
Le diamètre du cratère vaut ≈ 20 fois celui de la météorite.
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Un autre exemple, les 12 cratères Henbury au centre de l’Australie (-4 000 BP)
![Page 56: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/56.jpg)
Le principal des 12 cratères d’Henbury(Ø = 180 x 140 m)Faisons-en le tour.
Pierre Thomas
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Une 2e vue de ce cratère principal
Pierre Thomas
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Une 3e vue de ce cratère principal
Pierre Thomas
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Un 2e cratère juste à côté (Ø = 70 m).Regardons les « cailloux » à droite au 1er plan.
Pierre Thomas
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Regardons de plus près…
Pierre Thomas
Pierre Thomas
![Page 61: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/61.jpg)
… d’encore plus près…
Pierre Thomas
![Page 62: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/62.jpg)
Des brèches d’impact ressoudées !
Pierre Thomas
![Page 63: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/63.jpg)
Sur cette photo aérienne, on voit qu’il y a plusieurs cratères.La météorite s’est cassée en « 1000 morceaux », dont 12 ont été assez gros pour faire un cratère qu’on voit encore au bout de 4 000 ans. Plusieurs tonnes de petits fragments de météorite (métallique) ont été récoltées (44 kg pour le plus gros).
Photo Adolphe Nicolas
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Combien de cratères ?
Photo Adolphe Nicolas
![Page 65: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/65.jpg)
En fait, 12 cratères (11 sur cette photo). La météorite a explosé dans l’atmosphère et s’est brisée en 12 « gros » fragments.
![Page 66: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/66.jpg)
Sur la Lune (sans atmosphère) ou Mars (atmosphère très faible), en plus des cratères simples « normaux », il y en a de petits, de tout petits
Une météorite fait un cratère d’un diamètre environ 20 fois plus grand que le sien
Ø = 10 m d = 50 cm
Ø = 50 cm d = 2,5 cm
Ø = 1,50 m d = 7,5 cm
![Page 67: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/67.jpg)
https://mars.jpl.nasa.gov/mer/gallery/all/1/n/437/1N166979627EFF5503P1893R0M1.HTML et https://mars.jpl.nasa.gov/mer/gallery/all/1/n/433/1N166636311EFF5400P0703R0M1.HTML
Tout petit cratère d’impact sur Mars fait par une micro-météoritetombée après la dernière tempête, mais avant le 6 avril 2005. Sur Terre, ça n’aurait été qu’une étoile filante banale.
![Page 68: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/68.jpg)
500 microns
Des « tout petits », vus ici au microscope électronique sur des grains de poussières lunaires
Ø = 70 mm, d = 3,5 mm (les micrométéorites avaient la taille d’un demi globule rouge)
![Page 69: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/69.jpg)
Les cratères complexes et les bassins à anneaux simple ou multiples
![Page 70: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/70.jpg)
Les cratères « moyens », dit complexes, ont un piton central et des « terrasses » bordières .
La Terre (Steinheim, Ø = 3,8 km)
La Lune (Eratosthènes, Ø = 58 km )
![Page 71: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/71.jpg)
Passée une taille critique qui dépend de la gravité locale (8-16 km sur la Lune, 4 km sur la Terre) ,le fond du cratère devient plat, et il apparait un piton central. Ici, Laplace A, Ø = 9 km
![Page 72: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/72.jpg)
Bessel, Ø = 15 km
![Page 73: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/73.jpg)
Copernicus, Ø = 100 km
![Page 74: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/74.jpg)
Formation des cratères complexes. Le début des évènements (non dessiné ici) est similaire à celui des cratères simples. La fusion partielle des éjectas qui retombent et surtout des phénomènes de rebond et d’effondrement entrainent cette morphologie dite « complexe ».
![Page 75: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/75.jpg)
Cratère du Ries, Bavière. Diamètre 24 kmÂge : 15 Ma
Graphite primaire
Un grand cratère complexe européen, le Ries (Bavière). On va en étudier quelques effets géologiques. En couleur sur la carte, ce qu’il reste
des éjectas : des brèches et roches broyées et/ou fondues.
Un exemple de brèche du Ries
![Page 76: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/76.jpg)
Dans les éjectas, il y a une faible fraction fondue par la chaleur du choc. En tournoyant dans l’atmosphère avant de retomber, les parties fondues prennent la forme des bombes volcaniques
Pierre Thomas
![Page 77: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/77.jpg)
Graphite primaire
100 mm1200 1250 1300 1350 1400 1450
Inte
nsity
Raman shift (cm-1)
Low laser power
High laser power
1331 cm-1
1318 cm-1
FWHM 4.5 cm-1
FWHM 8.5 cm-1
Diamant
Diamant
Dans les éjectas, des minéraux d’Ultra Haute Pression, comme le diamant
![Page 78: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/78.jpg)
Allons au Nord de Prague, près de la rivière « la Moldau », à 350 km du Ries
Le Ries
![Page 79: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/79.jpg)
Dans des couches de terrains de 15 Ma, on trouve (rarement) d’étranges morceaux de verre, des tectites
Ce sont des éjectas fondus venant du Ries, nommées moldavites (en l’honneur
de la Moldau)
![Page 80: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/80.jpg)
Une tectite de Tchéquie vue par transparence
Pierre Thomas
![Page 81: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/81.jpg)
L’origine des tectites : les plus rapides des éjectas fondus sortent du cratère avec une trajectoire balistique, quittent l’atmosphère, se solidifient dans l’espace, et retombent de 200 à 2000 km plus loin. Il y a quatre grands champs de tectites : au Sud des USA (cratère au Texas), en Afrique de l’Ouest (cratère au Ghana), en Europe Centrale (cratère en Allemagne), au SE asiatique (cratère inconnu), plus quelques autres champs plus petits.
![Page 82: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/82.jpg)
L’origine des tectites
Éjection de « gouttes de Terre fondue » sur trajectoire balistique (V < 28 000 km/h) hors atmosphère
![Page 83: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/83.jpg)
La majorité des tectites ont une forme particulière plus ou moins « géométrique ». Certaines sont sphériques, comme…
![Page 84: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/84.jpg)
… sur une trajectoire balistique en dehors de l’atmosphère, on est en apesanteur (cf. Airbus Zéro G : il est dans l’atmosphère, mais compense avec ses moteurs) !
![Page 85: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/85.jpg)
D’autres ont des formes particulières. Une histoire de rotation !
ellipsoïdale
en haltères
en goutte ou en poire
sphérique
en disque à bord renflé
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Un disque (ellipsoïde de révolution)
![Page 87: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/87.jpg)
Un disque (ellipsoïde de révolution) à bord renflé.
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Forme d’haltère ou de « larme » (1/2 haltère).
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Une moldavite, véritable larme de la
Terre (moldavite = tectite de Tchéquie)
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Un autre exemple : la structure de Vredefort, en Afrique du Sud. Âge : 2,023 Ga. On ne voit pas grand-chose…
![Page 91: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/91.jpg)
Quelques structures concentriques visibles (en vert), extrapolées (en rouge).
![Page 92: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/92.jpg)
Limite des terrasses et
effondrements externes
Socle métamorphique, âge > 3Ga
Sédiments 3 Ga < âge < 2,1 Ga
Éjectas bréchiques± fondus
Limite proposée de l’excavation initiale ( Ø ≈ 150 à 200 km)
McCarthy and Rubidge, 2005, modifié
Ouest Est
Piton / anneau central
En voici une interprétation
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Limite des terrasses et
effondrements externes
Socle métamorphique, âge > 3Ga
Sédiments 3 Ga < âge < 2,1 Ga
Éjectas bréchiques± fondus
Limite proposée de l’excavation initiale ( Ø ≈ 150 à 200 km)
McCarthy and Rubidge, 2005, modifié
Ouest Est
Piton / anneau central
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Limite des terrasses et
effondrements externes
Socle métamorphique, âge > 3Ga
Sédiments 3 Ga < âge < 2,1 Ga
Éjectas bréchiques± fondus
Limite proposée de l’excavation initiale
Ouest Est
Piton / anneau central
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Reimold and Gibson, 2005)
La formation d’un cratère complexe. Voila pourquoi c’est difficile de définir le diamètre d’un tel cratère . Son bord externe, est-ce l’escarpement 1, 2 ou 3 ?
1 2 3
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Limite des terrasses et
effondrements externes
Socle métamorphique, âge > 3Ga
Sédiments 3 Ga < âge < 2,1 Ga
Éjectas bréchiques± fondus
Limite proposée de l’excavation initiale ( Ø ≈ 150 à 200 km)
McCarthy and Rubidge, 2005, modifié
Ouest Est
Site de Venterskroon Piton / anneau central
On va visiter trois sites situés près du centre du cratère
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Site 1 : Venterskroon : un musée des shatter-cones(cônes de percussion)
Est Ouest
Pierre Thomas
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Est Ouest
Pierre Thomas
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Est Ouest
Pierre Thomas
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Origine (très schématisée) des shatter-cones (cône
de percussion)
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Disposition théorique idéalisée des fractures « ordinaires » (en noir) et des shatter-cones (en
bleu) sous un cratère d’impact (ici simple).
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Position approximative des shatter-cônes du site de Venterskroon
Ouest Est
Mais à Venterskroon, les shatter-conessont horizontaux, et les couches verticales
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Ouest Est
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Hau
t
Bas
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Ouest Est
Hau
t
Bas
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Si on « remet » les couches à l’horizon-tale, les shatter-conespointent bien vers le haut !
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Site de Bobbejaanrant
Site de Venterskroon
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Site 2 : BobbejaanrantDes brèches d’impact au 1er plan, les quartzites au fond.
Pierre Thomas
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Gros plan sur ces brèches d’impact
Pierre Thomas
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La limite brèche / quartzite
Pierre Thomas
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Site de Bobbejaanrant
Site de Venterskroon
Sites des Carrières de Salvamento et de Leeukop
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Site 3 : les carrières de Salvamento et de Leeukop. Des fissures ouvertes dans le fond du cratère, fissures remplies par des brèches à moitié fondues venues de plus haut.
Pierre Thomas
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Fissure étroite, en vue verticalePierre Thomas
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Les fissures peuvent être très étroites, ou « colossales ».
Pierre Thomas
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Impressionnant, n’est-ce pas !
Pierre Thomas
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Vous trouvez que les blocs de débris sont de belle taille ? Ils n’ont « que » 3 à 4 mètres de diamètre !
Pierre Thomas
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Un autre géant, mais moins érodé : Popigai (Sibérie). Diamètre = 90 km, âge = 35 Ma. Comme il est « jeune », il lui reste beaucoup d’éjectas intérieurs.
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Image radar et carte géologique de Popigai. On va aller voir dans le rectangle rouge, contact entre de la « tagamite » (4 - brèche avec un fort taux de fusion) et une mégabrèche (5)
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Une vue générale
Patrice Bruneton
Patrice Bruneton
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Les plus gros blocs de la mégabrèche mesurent une cinquantaine de mètres de diamètre.
Patrice Bruneton
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Et au-dessus de la mégabrèche, des éjectas fondus qui, en refroidissant, ont acquis un débit en prismes.
Patrice Bruneton
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Des éjectas fondus qui, en refroidissant, ont acquis un débit en prismes, comme beaucoup de roches volcaniques terrestres (et martiennes).
Patrice Bruneton
![Page 123: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/123.jpg)
http://apod.nasa.gov/apod/ap010809.html
On va comparer ce qui reste de Popigai avec le plus célèbre et visible des cratères complexes lunaires, Tycho (même taille , D = 90 km), ici vu au télescope.
![Page 124: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/124.jpg)
http://target.lroc.asu.edu/q3/#
On va regarder quelques détails de Tycho : son fond plat, et ces alignements de petits cratères qui semblent rayonner de Tycho (D = 90 km)
![Page 125: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/125.jpg)
http://lpod.wikispaces.com/July+17,+2008 et http://lroc.sese.asu.edu/posts/864
Le piton central de Tycho, avec au fond le bord du cratère, et autour du piton, le fond plat tapissé de roches fondues solidifiées, comme devait l’être le fond de Popigai.
![Page 126: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/126.jpg)
Ce à quoi devait ressembler les bords de Popigai.
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http://target.lroc.asu.edu/q3/#
On voit des « chaines de cratères secondaires » creusés par les gros « débris » issus de Tycho
![Page 128: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/128.jpg)
… cratères secondaires creusés par les gros « débris » qui devaient avoir une taille à peine plus grosse que ce bloc !
http://target.lroc.asu.edu/q3/#
![Page 129: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/129.jpg)
Pour voir de beaux éjectas, et si vous voulez avoir un bon « bilan carbone » : le Limousin…
![Page 130: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/130.jpg)
… et plus précisément la région de Rochechouart (Haute Vienne)
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Le seul astroblème français, Rochechouart (Ø ≈ 20 km, âge ≈ 200 Ma).
Morphologiquement, on ne voit rien (cratère trop érodé). Le bocage limousin limite les beaux affleurements (limités aux
carrières).
Mais, que les pierres des églises, châteaux et maisons sont belles ! L’église de Pressignac Pierre Thomas
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Tous les bâtiments anciens sont fait d’impactites… Pierre Thomas
![Page 133: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/133.jpg)
Des brèches non fondues …
Pierre Thomas
![Page 134: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/134.jpg)
… des brèches partiellement fondues…Pierre Thomas
![Page 135: Les impacts et les cratères de météorites · Avec les films et photos de la trainée atmosphérique, on en déduit (1) la vitesse, (2) la courbe de lumière (ici 3 secondes avant](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042419/5f35ade29a9f1540a24d0e14/html5/thumbnails/135.jpg)
… des shatter-cones…Pierre Thomas
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Dans les cratères encore plus « grands » le piton est devenu un anneau central. On les appelle bassin
La Lune, Schroedinger, Ø = 312 km
La Terre, Clearwater, , Ø = 36 km
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Des phénomènes de rebond entraînent la formation d’un piton, voire d’un anneau central pour les « plus grands » cratères
1 km
100 km
300 km
10 km
(valeurs lunaires)
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Retournons en Australie centrale pour étudier la structure de Gosses Bluff. Allons à l’étoile rouge.
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Vu du sol, on ne voit pas grand-chose, si ce n’est une « colline » plate. Mais si on prend un hélicoptère et qu’on survole cette colline plate…
Pierre Thomas
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… un très bel anneau central.
Adolphe Nicolas
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900 km
Le plus
grand et beau bassin à anneaux
multiples : Orientale
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D’ou viennent ces objets « choqueurs » à l’origine de tous
ces cratères ?
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L’origine des météorites : la
ceinture des astéroïdes. Lors de la formation du SS, la gravité du gros Jupiter a
empêché l’accrétion
complète. Sa gravité (et celle
de Mars) les « confine » en
trois sites
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L’origine des géocroiseurs : effet Yarkovsky+ (quasi) collision d’astéroïdes →expulsion directe, ou surtout déplacement des débris vers les zones de résonances (lacunes de Kirkwood), puis expulsion.
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Évaluer les risques actuels
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Taille de l’objet Fréquence (1 par ….) Exemple et énergie (Hiroshima = 0,015 Mt)
<< 50 m Fréquent (100 000 tonnes/an) Souvent combustion dans
l’atmosphère. Sinon, pas de dégats sauf
très locaux
50 m 100 à 1000 ans Tounguska - 10 Mt
100 m 1 000 à 100 000 ans Météor Crater - 40 Mt
500 m 0,1 à 1 Ma Mien – 11.103 Mt
1 km 1 à 20 Ma Rochechouart – 9.104 Mt
5 km 20 à 100 Ma Popigai – 1.107 Mt
10 km 100 à 500 Ma Chicxulub – 1.108 Mt
> 20 km 40 à 200 vers 3,9 Ga ?????
> 100 km Probable entre 4,6 et 3,9 Ga ?????
> 1000 km 1 ou plus ? ?????
Diamètre du cratère : dix à vingt fois le diamètre de la météorite
Ce que disent les cratères terrestres et lunaires sur les probabilités des collisions
(exemple : Tcheliabinsk)
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Autre méthode : chercher les astéroïdes géocroiseurs
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Le nombre des géocroiseurs découverts chaque année. On en trouve depuis qu’on en cherche !
Adonis, découvert en 1936
Début de la recherche systématique
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Le nombre des géocroiseurs trouvés tous les 6 mois. On trouve de plus en plus de petits, mais la majorité des gros ( Ø > 1 km) semble avoir été déjà trouvée.
http://neo.jpl.nasa.gov/stats/
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Une « photo instantanée » de l’encombrement du système solaire interne, le 9 mai 2008 à 15h 07 TU. En rouge, les géo-croiseurs
http://www.greatdreams.com/near.htm
.
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Une « photo instantanée » de l’encombrement du système solaire interne, le 9 mai 2008 à 15h 07 TU. En rouge, les géo-croiseurs
http://www.greatdreams.com/near.htm
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Des géocroisseurs, il en passe tous les jours. Si vous allez sur http://neo.jpl.nasa.gov/ca/ vous avez plein de listes, par exemple ce qui est et va passer dans les 2 semaines qui suivent le 28 mai à moins de 5 % la distance Terre-Soleil (beaucoup plus de déjà passés que de futurs).
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La Comète Bennett, 1969
Et il y le risque des comètes, plus faible mais plus difficilement prévisible !
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1700 ans de passages proches de comètes
http://neo.jpl.nasa.gov/ca/historic_comets.html
Pierre Thomas
http://wirtanen.astro.umd.edu/close_approaches.shtml
39 .60 1996 Mar 25 C/1996 B2 Hyakutake
La comète Panstarrs vue depuis les Monts d’Or Lyonnais au-dessus de Limonest (banlieue lyonnaise), 15 mars 2013 vers 19h40
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155 diapos ! J’aurais encore bien des choses à vous dire, sur d’autres impacts du XXIe siècle, sur les impacts ailleurs que sur la Terre et la Lune, sur les impacts et l’évolution et l’origine de la vie… Mais il faut bien terminer. Je vais donc terminer avec 3 images de l’impact qui a le plus marqué notre planète…
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… celui à l’origine de notre Lune
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… celui à l’origine de notre Lune