Astronomie

Tous les cratères d'impact sont-ils circulaires ?

Tous les cratères d'impact sont-ils circulaires ?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Je sais depuis plus de 100 ans que la raison pour laquelle les cratères d'impact sont presque toujours circulaires est connue, mais ma question est vraiment de savoir s'il y a eu des informations récentes dans la région ? Quelles autres topologies sont physiquement possibles ?


Les cratères d'impact ne sont pas toujours circulaires. Ils varient en fonction de l'angle d'incidence.

Un exemple est le cratère Wetumpka. Il y a aussi des recherches sur les cratères asymétriques sur Vesta : Impact sur les surfaces en pente qui indiquent par ex.

L'occurrence globale de ces classes de cratères comparée à une carte de pente montre clairement que ces types de cratères asymétriques se forment exclusivement sur des pentes.


Il y a des cratères allongés provenant d'impacts de pâturage, et ceux-ci peuvent parfois prendre des formes assez étranges comme Schiller sur la Lune et Orcus Patera sur Mars (ce dernier est un peu contesté, il pourrait s'être formé à partir d'autre chose qu'un impact).

Les cratères à double impact sont une autre possibilité. Certains cratères se produisent simultanément (image plus directe). Le fractionnement des impacteurs est probablement le seul moyen d'obtenir des topologies vraiment complexes. La plupart du temps, ils ont tendance à se suivre, produisant des chaînes de cratères.

Si le terrain se déplace, les cratères peuvent être déformés et, en fonction des détails de la roche, ils peuvent également prendre des formes étranges. Meteor Crater en Arizona est quelque peu carré.

Les cratères ne peuvent pas générer ces motifs complexes car ce ne sont que des explosions à partir d'un centre et les impacteurs sont généralement des objets uniques ou des nuages ​​aléatoires. En principe, on pourrait organiser des astéroïdes le long d'une trajectoire pour épeler des lettres lors de l'impact, mais c'est une configuration extrêmement improbable, donc la plupart des impacts ne géreront que « O ».


Ces caractéristiques ont été causées par la collision de météores (constitués de gros fragments d'astéroïdes) ou de comètes (constituées de glace, de particules de poussière et de fragments rocheux) avec la Terre. [ citation requise ] Pour les cratères érodés ou enfouis, le diamètre indiqué se réfère généralement à la meilleure estimation disponible du diamètre de la jante d'origine et peut ne pas correspondre aux caractéristiques de surface actuelles. Les unités de temps sont soit en milliers (ka) ou des millions (Maman) d'années.

10 ka ou moins Modifier

Moins de dix mille ans et avec un diamètre de 100 m (330 pi) ou plus. L'EID répertorie moins de dix de ces cratères, et le plus grand au cours des 100 000 dernières années (100 ka) est le cratère Rio Cuarto de 4,5 km (2,8 mi) en Argentine. [2] Cependant, il existe une certaine incertitude concernant ses origines [3] et son âge, certaines sources le donnant comme < 10 ka [2] [4] tandis que l'EID donne un < 100 ka plus large. [3]

Les impacts de Kaali (vers 2000 av. J.-C.) pendant l'âge du bronze nordique peuvent avoir influencé la mythologie estonienne et finlandaise, [5] le Campo del Cielo (vers 2000 av. J.-C.) pourrait être dans les légendes de certaines tribus amérindiennes, [6] [ 7] tandis que Henbury (vers 2200 av. J.-C.) a figuré dans les traditions orales aborigènes australiennes. [8]

Pour les cratères du Rio Cuarto, les recherches de 2002 suggèrent qu'il pourrait s'agir en fait de structures éoliennes. [10] L'EID donne une taille d'environ 50 m (160 pi) pour Campo del Cielo, mais d'autres sources citent 100 m (330 pi). [7]

10 ka à 1 Ma Modifier

Entre 10 mille ans et un million d'années, et avec un diamètre de moins d'un km (0,62 mi) :

Entre dix mille ans et un million d'années, et avec un diamètre d'un kilomètre (0,62 mi) ou plus. Le plus grand au cours du dernier million d'années est le cratère Zhamanshin de 14 kilomètres (8,7 mi) au Kazakhstan et a été décrit comme étant capable de produire un hiver de type nucléaire. [11]

Cependant, la source actuellement inconnue de l'énorme champ de dispersion australasien (environ 780 ka) pourrait être un cratère d'environ 100 km (62 mi) de diamètre. [12] [13]

1 Ma à 10 Ma Modifier

Entre 1 et 10 millions d'années, et avec un diamètre de 5 km ou plus. Si les incertitudes concernant son âge sont résolues, le plus grand au cours des 10 derniers millions d'années serait le cratère Karakul de 52 kilomètres (32 mi) répertorié dans l'EID avec un âge inférieur à 5 Ma, ou le Pliocène. L'impact important mais apparemment sans cratère d'Eltanin (2,5 Ma) dans l'océan Pacifique a été suggéré comme contribuant aux glaciations et au refroidissement au cours du Pliocène. [15]

10 Ma ou plus Modifier

Les cratères d'un diamètre de 20 km (12 mi) ou plus sont tous plus vieux que 10 Ma, sauf peut-être Karakul, 52 km (32 mi), dont l'âge est incertain.

Il y a plus de quarante cratères de cette taille. Les deux plus grands au cours des cent derniers millions d'années ont été liés à deux événements d'extinction: Chicxulub pour le Crétacé-Paléogène et l'impact Popigai pour l'événement d'extinction Eocène-Oligocène. [18]

Les plus grands cratères non confirmés 200 km (120 mi) ou plus sont significatifs non seulement pour leur taille, mais aussi pour les événements contemporains possibles qui leur sont associés. Par exemple, le cratère de Wilkes Land a été lié à l'événement d'extinction massif du Permien-Trias. [21] La table triable a été classée par diamètre.

À partir de 2017 [mise à jour] , la base de données sur l'impact de la Terre (EID) contient 190 cratères confirmés. [1] Le tableau ci-dessous est organisé selon le pourcentage du continent de la superficie terrestre de la Terre, et où les cratères asiatiques et russes sont regroupés par convention EID. La distribution mondiale des structures d'impact connues montre apparemment une asymétrie surprenante, [28] avec le continent européen petit mais bien financé ayant un grand pourcentage de cratères confirmés. Il est suggéré que cette situation est un artefact, soulignant l'importance d'intensifier la recherche dans des zones moins étudiées comme l'Antarctique, l'Amérique du Sud et ailleurs. [28]

En cliquant sur les liens dans la colonne "Continent", vous obtiendrez une liste des cratères pour ce continent.


Pourquoi les cratères sur la Lune sont-ils presque tous circulaires ?

En l'absence d'atmosphère, la trajectoire sera une section conique (hyperbole, je suppose) et cela peut donner un angle rasant.

Ces images d'impacts obliques semblent beaucoup plus circulaires que ce à quoi je m'attendais, en fait, je pense qu'il faudrait être assez bien entraîné pour en repérer la plupart sur une photo, si cela ne vous était pas signalé. Mais l'explication a du sens - en particulier le commentaire sur le fait que les rayons ne sont pas symétriques. C'est donc comme si le KE était absorbé lors de la pénétration et ensuite l'énergie de l'explosion provoque le cratère. Je suppose que la taille de l'objet impactant n'est qu'une petite fraction du diamètre du cratère, donc tout décalage serait submergé par rapport au mur "circulaire" visible. Peut-être que si vous creusiez le centre de l'un de ces cratères, vous verriez des preuves du métamorphisme de la roche souterraine. Un jour, quelqu'un y jettera certainement un œil.

Le cratère n'est pas fait par l'objet impactant lui-même, mais plutôt par l'onde de choc générée par l'impact. Ce que nous appelons "explosion" est l'énergie cinétique de l'impacteur entrant convertie en énergie thermique qui vaporise l'impacteur et une partie de la surface au point d'impact, l'énergie électromagnétique (lumière) qui est émise lors de l'impact et l'énergie mécanique qui remonte à la surface comme une onde de choc. À toutes fins utiles, cette onde de choc se propage radialement dans toutes les directions à partir du point d'impact, creusant le cratère de manière égale dans toutes les directions.

Dans de rares très impacts peu profonds l'origine de l'onde de choc ressemblera plus à une charge linéaire qu'à un seul point d'impact, de sorte que des cratères elliptiques existent sur la Lune. Le plus grand et le meilleur exemple à voir dans un petit télescope est le cratère Schiller dans l'hémisphère sud.


Rapport d'observation - Les cratères sont ronds

N'oubliez pas que je suis un noob. Si j'avais jamais lu quoi que ce soit sur l'astronomie, cela n'aurait pas été une telle révélation.

Donc. ce soir, je regarde la lune dans mon XT10. J'ai regardé la lune tellement de fois. Mais aujourd'hui mon cerveau me dit soudain : "les cratères sont ronds". Il n'y a pas que certains cratères qui sont ronds, tous les cratères sont ronds. Vérifiez à 140X. oui, tout autour. Aucun des cratères n'est vraiment significativement elliptique. Je suis ingénieur et cela n'a soudainement aucun sens car les objets impactant une sphère devraient souvent avoir un impact à des angles d'incidence élevés. La mécanique de l'ingénierie dit que les objets impactant à des angles d'incidence élevés devraient éjecter de la matière sous une forme elliptique produisant des cratères elliptiques. En fait, sur la base de la mécanique ordinaire et de la géométrie d'une sphère, un pourcentage relativement élevé de cratères devrait être elliptique. Hmm. les cratères sont ronds. ce n'est pas de la mécanique ordinaire, quelque chose d'autre se passe ici. À. le grand référentiel de toutes les connaissances non vérifiées (Internet) pour tamiser les faits de la fiction. Certaines des références les moins douteuses (articles de revues) indiquent que les cratères sont circulaires parce que l'énergie cinétique extrême des objets impactés est convertie instantanément en chaleur qui à son tour vaporise l'objet impactant et une partie de l'objet impacté. La vaporisation soudaine d'une grande masse produit une pression immense sur le site d'impact, provoquant l'éjection radiale du matériau au centre de l'impact (pensez à exploser) selon un motif circulaire à partir du centre de l'impact, quel que soit l'angle d'impact. Voila un cratère circulaire.

Ainsi, des cratères se forment à cause des explosions de météores vaporisés. Alors, à quel point ces explosions sont-elles violentes en termes humains. Bien sûr, l'ingénieur en moi doit sortir la calculatrice pour déterminer quelle quantité d'énergie est libérée lors d'un petit impact de météore. Un météore de fer nickel d'environ 3 pieds de diamètre pèse environ une tonne métrique. S'il se déplace à 10 km/s, une vitesse relative non déraisonnable dans l'espace, et impacte un corps plus gros, l'énergie libérée est l'équivalent de 24 tonnes de TNT. L'énergie équivalente de 24 tonnes de TNT libérées dans un espace d'un peu plus de 3 pieds de diamètre. Aïe. ouais explosion.

Parfois, j'aurais vraiment aimé avoir suivi des cours d'astronomie et non d'ingénierie. Les choses sont bien plus fraîches dans l'espace.


Utilisation du nombre de cratères

Figure 6. Meteor Crater : Cette photo aérienne de Meteor Crater en Arizona montre la forme simple d'un cratère d'impact de météorite. Le diamètre du bord du cratère est d'environ 1,2 kilomètre. (crédit : Shane Torgerson)

Si un monde a connu peu d'érosion ou d'activité interne, comme la Lune au cours des 3 derniers milliards d'années, il est possible d'utiliser le nombre de cratères d'impact à sa surface pour estimer l'âge de cette surface. Par « âge » ici, nous entendons le temps écoulé depuis qu'une perturbation majeure s'est produite sur cette surface (comme les éruptions volcaniques qui ont produit la mer lunaire).

Nous ne pouvons pas mesurer directement la vitesse à laquelle les cratères se forment sur la Terre et la Lune, car l'intervalle moyen entre les grands impacts de formation de cratères est plus long que toute la durée de l'histoire humaine. Notre exemple le plus connu d'un si grand cratère, Meteor Crater en Arizona (Figure 6), a environ 50 000 ans. Cependant, le taux de cratère peut être estimé à partir du nombre de cratères sur la mer lunaire ou calculé à partir du nombre de "projectiles" potentiels (astéroïdes et comètes) présents dans le système solaire aujourd'hui. Les deux raisonnements conduisent à peu près aux mêmes estimations.

Pour la Lune, ces calculs indiquent qu'un cratère de 1 kilomètre de diamètre devrait être produit environ tous les 200 000 ans, un cratère de 10 kilomètres tous les quelques millions d'années, et un ou deux cratères de 100 kilomètres tous les milliards d'années. Si le taux de cratère est resté le même, nous pouvons déterminer combien de temps il a fallu pour créer tous les cratères que nous voyons dans la mer lunaire. Nos calculs montrent qu'il aurait fallu plusieurs milliards d'années. Ce résultat est similaire à l'âge déterminé pour le maria à partir de la datation radioactive d'échantillons retournés - 3,3 à 3,8 milliards d'années.

Le fait que ces deux calculs concordent suggère que l'hypothèse initiale des astronomes était juste : les comètes et les astéroïdes, approximativement dans leur nombre actuel, ont un impact sur les surfaces planétaires depuis des milliards d'années. Les calculs effectués pour d'autres planètes (et leurs lunes) indiquent qu'elles ont également été soumises à environ le même nombre d'impacts interplanétaires pendant cette période.

Figure 7. Taux de cratérisation au fil du temps : Le nombre de cratères créés à la surface de la Lune a varié avec le temps au cours des 4,3 milliards d'années écoulées.

Nous avons de bonnes raisons de croire, cependant, qu'avant il y a 3,8 milliards d'années, les taux d'impact devaient être beaucoup plus élevés. Cela devient immédiatement évident lorsque l'on compare le nombre de cratères sur les hautes terres lunaires avec ceux sur la maria. En règle générale, il y a 10 fois plus de cratères sur les hauts plateaux que sur une zone similaire de maria. Pourtant, la datation radioactive des échantillons des hautes terres a montré qu'ils ne sont qu'un peu plus vieux que les maria, généralement 4,2 milliards d'années plutôt que 3,8 milliards d'années. Si le taux d'impacts avait été constant tout au long de l'histoire de la Lune, les hautes terres auraient dû être au moins 10 fois plus anciennes. Ils auraient donc dû se former il y a 38 milliards d'années, bien avant que l'univers lui-même ne commence.

En science, lorsqu'une hypothèse conduit à une conclusion invraisemblable, nous devons revenir en arrière et réexaminer cette hypothèse - dans ce cas, le taux d'impact constant. La contradiction est résolue si le taux d'impact a varié au cours du temps, avec un bombardement beaucoup plus important qu'il y a 3,8 milliards d'années (Figure 7). Ce « bombardement lourd » a produit la plupart des cratères que nous voyons aujourd'hui dans les hautes terres.

Cette idée que nous avons explorée - que les grands impacts (en particulier au début de l'histoire du système solaire) ont joué un rôle majeur dans la formation des mondes que nous voyons - n'est pas unique à notre étude de la Lune. En lisant les autres chapitres sur les planètes, vous verrez d'autres indications qu'un certain nombre de caractéristiques actuelles de notre système peuvent être dues à son passé violent.

Concepts clés et résumé

Il y a un siècle, Grove Gilbert a suggéré que les cratères lunaires étaient causés par des impacts, mais le processus de formation de cratères n'était pas bien compris jusqu'à plus récemment. Les impacts à grande vitesse produisent des explosions et creusent des cratères de 10 à 15 fois la taille de l'impacteur avec des bords surélevés, des couvertures d'éjecta et souvent des pics centraux. Les taux de cratères ont été à peu près constants au cours des 3 derniers milliards d'années, mais étaient beaucoup plus élevés auparavant. Les décomptes de cratères peuvent être utilisés pour dériver des âges approximatifs des caractéristiques géologiques de la Lune et d'autres mondes à surface solide.


Menu principal

En tant qu'imageur astro novice, j'ai beaucoup regardé la Lune récemment. J'ai soudain réalisé, peut-être à cause du syndrome de verrouillage, que j'avais pris l'une des caractéristiques lunaires les plus évidentes, les cratères, plutôt pour acquise. La grande majorité des cratères sont à peu près circulaires. Les cratères allongés, nous dit-on, sont le résultat d'impacts à faible angle. Mais les cratères circulaires semblent impliquer une frappe aérienne. Mais étant donné l'uniformité de la distribution de ces cratères, cela implique des frappes aériennes de toutes les directions - à l'équateur, au-dessus des pôles et partout entre les deux. Et cela semble étrange.

Ou est-ce? Peut-être que j'ai été confiné un peu trop longtemps - mais vous aussi !

La vitesse d'impact est très élevée et l'effet ressemble donc plus à une détonation soudaine qu'à une excavation progressive. Gardez à l'esprit que la taille du cratère est beaucoup plus grande que le diamètre de l'objet impactant. Il y a beaucoup d'énergie cinétique dans un objet de 100 m de diamètre allant à 20 km/s et elle est libérée très rapidement dans un petit volume quelque part sous la surface. Les ondes de choc résultantes sont à symétrie sphérique jusqu'à ce qu'elles brisent la surface et cela signifie qu'à l'exception des impacts très obliques les cratères seront circulaires.

Selon http://convertalot.com/asteroid_impact_calculator.html le rendement énergétique de cet impact, avec une densité relative supposée de 3 (environ celle d'un astéroïde pierreux) est de 75 mégatonnes de TNT qui creuseront un cratère d'un kilomètre de diamètre et un quart de cela en profondeur. Le calculateur suppose un impact terrestre. La gravité plus faible sur la lune garantit qu'un peu plus (mais pas beaucoup plus, car la masse est proportionnelle au cube de la taille du matériau excavé) d'excavation peut être effectuée au même coût énergétique.

Je ne connais pas la profondeur à laquelle il pénétrerait avant d'exploser, en partie parce que cela dépend de la résistance structurelle du corps d'impact et du régolithe lunaire, mais notez que jusqu'à ce que l'astéroïde frappe quelque chose, il parcourt son propre diamètre en 5 millisecondes, donc peut-être 500 m pourrait être une estimation raisonnable, une distance qui nécessite un temps de trajet bien inférieur à un dixième de seconde.

Citation de 'The Modern Moon' par Charles Wood, page 93 "Étonnamment, peu de changements jusqu'à ce que l'angle d'impact soit inférieur à 45 degrés (mesuré par rapport à l'horizontale). Mais à des angles moins profonds, le cratère s'allonge de plus en plus dans la direction du déplacement du projectile, et des parties du projectile ricochent et creusent une série de petites fosses en aval du cratère principal. À mesure que l'angle d'impact diminue, l'éjecta et les rayons subissent des changements encore plus prononcés que les cratères. Lorsque l'angle d'impact est inférieur à 15 degrés, le motif de l'éjecta devient allongé dans la direction vers le bas et une "zone interdite", où aucun éjecta n'apparaît, se développe dans la direction vers le haut. Pour les impacts de rasage de quelques degrés seulement, les rayons ne vont que latéralement, produisant un motif d'aile de papillon. Étonnamment, des exemples de tous ces exotiques des motifs d'éjecta peuvent être trouvés sur la Lune, Mars et Vénus. Ainsi, l'éjecta et les rayons asymétriques de Proclus ont été formés par un impact oblique. . Palus Somni est simplement la zone à rayons exclus e de l'impact oblique de Proclus."

À la page 94, il poursuit en expliquant comment Messier et Messier A ont été formés par un impact rasant de 1 à 5 degrés par un projectile venant de l'est. Messier est très allongé, 14 x 6 km. Il poursuit : "De plus grands cratères se sont également formés de manière oblique, regardez les motifs de rayons de Proclus, Kepler et Tycho. Mare Crisium est simplement une version plus grande de Proclus et Messier. La forme allongée du bassin, les bords bas à l'est et à l'ouest et l'aile de papillon - la distribution semblable des éjectas au nord et au sud est compatible avec le faible impact d'un ange d'un astéroïde ou d'une comète s'approchant de l'ouest." (n.b. Crisium est plus long EW que NS, cela ne nous semble pas ainsi à cause du raccourcissement des membres.)

Je me demande ce que la distribution des différentes formes de cratères à la surface de la Lune nous dit sur la fréquence et l'intensité des frappes ? Est-il supposé que la direction et l'intensité sont distribuées de manière aléatoire ? La distribution réelle correspond-elle à cela? Sinon, qu'est-ce que cela nous dit sur la façon dont la distribution que nous voyons aujourd'hui s'est formée ?


Le processus de cratère

Considérons comment un impact à ces vitesses élevées produit un cratère. Lorsqu'un projectile aussi rapide frappe une planète, il pénètre deux ou trois fois son propre diamètre avant de s'arrêter. Pendant ces quelques secondes, son énergie de mouvement est transférée en une onde de choc (qui se propage à travers le corps cible) et en chaleur (qui vaporise la majeure partie du projectile et une partie de la cible environnante). L'onde de choc fracture la roche de la cible, tandis que la vapeur de silicate en expansion génère une explosion similaire à celle d'une bombe nucléaire explosant au niveau du sol (Figure 9.14). La taille du cratère excavé dépend principalement de la vitesse d'impact, mais en général elle est de 10 à 15 fois le diamètre du projectile.

Graphique 9.14. (a) L'impact se produit. (b) Le projectile se vaporise et une onde de choc se propage à travers la roche lunaire. (c) Les éjectas sont projetés hors du cratère. (d) La majeure partie du matériau éjecté retombe pour remplir le cratère, formant une couverture d'éjecta.

Une explosion d'impact du type décrit ci-dessus conduit à un type caractéristique de cratère, comme le montre la figure 9.15. La cavité centrale est initialement en forme de bol (le mot « cratère » vient du mot grec pour « bol »), mais le rebond de la croûte la remplit partiellement, produisant un fond plat et créant parfois un pic central. Sur le pourtour, des glissements de terrain créent une série de terrasses.

Graphique 9.15. Le cratère King sur la face cachée de la Lune, un cratère lunaire assez récent de 75 kilomètres de diamètre, présente la plupart des caractéristiques associées aux grandes structures d'impact. (crédit : NASA/JSC/Université d'État de l'Arizona)

Le bord du cratère est soulevé par la force de l'explosion, de sorte qu'il s'élève à la fois au-dessus du sol et du terrain adjacent. Autour de la jante est un couverture d'éjection constitué de matériaux projetés par l'explosion. Ces débris retombent pour créer une région accidentée et vallonnée, généralement à peu près aussi large que le diamètre du cratère. Des éjectas supplémentaires à plus grande vitesse tombent à de plus grandes distances du cratère, creusant souvent de petits cratères secondaires où ils frappent la surface (Figure 9.9).

Certains de ces flux d'éjectas peuvent s'étendre sur des centaines voire des milliers de kilomètres du cratère, créant le brillant rayons de cratère qui sont proéminents dans les photos lunaires prises presque en pleine phase. Les rayons les plus brillants des cratères lunaires sont associés à de grands jeunes cratères tels que Kepler et Tycho.

La Lune est l'une des plus belles vues du ciel, et c'est le seul objet assez proche pour révéler son topographie (éléments de surface tels que les montagnes et les vallées) sans la visite d'un vaisseau spatial. Un télescope amateur assez petit montre facilement des cratères et des montagnes sur la Lune aussi petites que quelques kilomètres de diamètre.

Même vu à travers une bonne paire de jumelles, nous pouvons observer que l'apparence de la surface de la Lune change radicalement avec sa phase. En pleine phase, il ne montre presque aucun détail topographique, et il faut regarder de près pour voir plus que quelques cratères. En effet, la lumière du soleil éclaire la surface directement et dans cet éclairage plat, aucune ombre n'est projetée. La vue près du premier ou du troisième quartier est beaucoup plus révélatrice, lorsque la lumière du soleil pénètre latéralement, ce qui fait que les caractéristiques topographiques projettent des ombres nettes. Il est presque toujours plus gratifiant d'étudier une surface planétaire sous un éclairage aussi oblique, lorsque l'on peut obtenir le maximum d'informations sur le relief de la surface.

L'éclairage plat à pleine phase accentue cependant les contrastes de luminosité sur la Lune, comme ceux entre les maria et les hauts plateaux. Remarquez sur la [Figure 9.16 que plusieurs des grands cratères mare semblent être entourés de matière blanche et que les traînées ou les rayons lumineux qui peuvent s'étendre sur des centaines de kilomètres à travers la surface sont clairement visibles. Ces éléments plus légers sont des éjectas, éclaboussés par l'impact formant un cratère.

Graphique 9.16. (a) L'éclairage latéral met en relief les cratères et autres caractéristiques topographiques, comme on le voit à l'extrême gauche. (b) A pleine phase, il n'y a pas d'ombres, et il est plus difficile de voir de telles caractéristiques. Cependant, l'éclairage plat à pleine phase fait ressortir certaines caractéristiques de surface, telles que les rayons lumineux des éjectas qui s'étendent de quelques grands jeunes cratères. (crédit : modification d'oeuvre par Luc Viatour)

Soit dit en passant, il n'y a aucun danger à regarder la Lune avec des jumelles ou des télescopes. La lumière du soleil réfléchie n'est jamais assez brillante pour nuire à vos yeux. En fait, la surface ensoleillée de la Lune a à peu près la même luminosité qu'un paysage ensoleillé de roches sombres sur Terre. Bien que la Lune semble brillante dans le ciel nocturne, sa surface est, en moyenne, beaucoup moins réfléchissante que celle de la Terre, avec son atmosphère et ses nuages ​​blancs. Cette différence est joliment illustrée par la photo de la Lune passant devant la Terre prise depuis la sonde Deep Space Climate Observatory (Figure 9.17). Depuis que le vaisseau spatial a pris l'image d'une position à l'intérieur de l'orbite de la Terre, nous voyons les deux objets entièrement illuminés (pleine Lune et pleine Terre). Soit dit en passant, vous ne pouvez pas voir beaucoup de détails sur la Lune car l'exposition a été réglée pour donner une image lumineuse de la Terre, pas de la Lune.

Graphique 9.17. Dans cette image de 2015 du vaisseau spatial Deep Space Climate Observatory, les deux objets sont entièrement illuminés, mais la Lune semble plus sombre car elle a une réflectivité moyenne beaucoup plus faible que la Terre. (crédit : modification des travaux par la NASA, équipe DSCOVR EPIC)

Une chose intéressante à propos de la Lune que vous pouvez voir sans jumelles ni télescopes est communément appelée "la nouvelle Lune dans les bras de l'ancienne Lune". Regardez la Lune lorsqu'elle est un mince croissant, et vous pouvez souvent distinguer le cercle pâle de tout le disque lunaire, même si la lumière du soleil ne brille que sur le croissant. Le reste du disque n'est pas éclairé par la lumière du soleil mais par la lumière de la terre, la lumière du soleil réfléchie par la Terre. La lumière de la pleine Terre sur la Lune est environ 50 fois plus brillante que celle de la pleine Lune qui brille sur Terre.


9.3 Cratères d'impact

La Lune fournit une référence importante pour comprendre l'histoire de notre système planétaire. La plupart des mondes solides montrent les effets des impacts, remontant souvent à l'époque où une grande quantité de débris provenant du processus de formation de notre système était encore présent. Sur Terre, cette longue histoire a été effacée par notre géologie active. Sur la Lune, en revanche, la majeure partie de l'histoire de l'impact est préservée. Si nous pouvons comprendre ce qui s'est passé sur la Lune, nous pourrons peut-être appliquer cette connaissance à d'autres mondes. La Lune est particulièrement intéressante car ce n'est pas n'importe quelle lune, mais notre La Lune, un monde proche qui partage l'histoire de la Terre depuis plus de 4 milliards d'années et conserve un enregistrement qui, pour la Terre, a été détruit par notre géologie active.

Jusqu'au milieu du XXe siècle, les scientifiques ne reconnaissaient généralement pas que les cratères lunaires étaient le résultat d'impacts. Les cratères d'impact étant extrêmement rares sur Terre, les géologues ne s'attendaient pas à ce qu'ils soient la caractéristique majeure de la géologie lunaire. Ils ont raisonné (peut-être inconsciemment) que puisque les cratères que nous avons sur Terre sont volcaniques, les cratères lunaires doivent avoir une origine similaire.

L'un des premiers géologues à proposer que les cratères lunaires étaient le résultat d'impacts était Grove K. Gilbert, un scientifique du US Geological Survey dans les années 1890. Il a souligné que les grands cratères lunaires - des caractéristiques circulaires bordées de montagnes avec des sols généralement en dessous du niveau des plaines environnantes - sont plus grands et ont des formes différentes des cratères volcaniques connus sur Terre. Les cratères volcaniques terrestres sont plus petits et plus profonds et se trouvent presque toujours au sommet des montagnes volcaniques (Figure 9.13). La seule alternative pour expliquer les cratères de la Lune était une origine d'impact. Son raisonnement minutieux, bien que non accepté à l'époque, a jeté les bases de la science moderne de la géologie lunaire.

Gilbert a conclu que les cratères lunaires avaient été produits par des impacts, mais il ne comprenait pas pourquoi tous étaient circulaires et non ovales. La raison réside dans la vitesse de fuite, la vitesse minimale qu'un corps doit atteindre pour rompre définitivement avec la gravité d'un autre corps c'est aussi la vitesse minimale avec laquelle un projectile s'approchant de la Terre ou de la Lune va frapper. Attiré par la gravité du plus gros corps, le morceau entrant frappe avec au moins une vitesse de fuite, qui est de 11 kilomètres par seconde pour la Terre et de 2,4 kilomètres par seconde (5400 miles par heure) pour la Lune. A cette vitesse de fuite s'ajoute la vitesse que le projectile avait déjà par rapport à la Terre ou à la Lune, typiquement 10 kilomètres par seconde ou plus.

A ces vitesses, l'énergie de l'impact produit une violente explosion qui creuse un grand volume de matériau de manière symétrique. Les photographies de cratères de bombes et d'obus sur Terre confirment que les cratères d'explosion sont toujours essentiellement circulaires. Ce n'est qu'après la Première Guerre mondiale que les scientifiques ont reconnu la similitude entre les cratères d'impact et les cratères d'explosion, mais, malheureusement, Gilbert n'a pas vécu pour voir son hypothèse d'impact largement acceptée.

Le processus de cratère

Considérons comment un impact à ces vitesses élevées produit un cratère. Lorsqu'un projectile aussi rapide frappe une planète, il pénètre deux ou trois fois son propre diamètre avant de s'arrêter. Pendant ces quelques secondes, son énergie de mouvement est transférée en une onde de choc (qui se propage à travers le corps cible) et en chaleur (qui vaporise la majeure partie du projectile et une partie de la cible environnante). L'onde de choc fracture la roche de la cible, tandis que la vapeur de silicate en expansion génère une explosion similaire à celle d'une bombe nucléaire explosant au niveau du sol (Figure 9.14). La taille du cratère excavé dépend principalement de la vitesse d'impact, mais en général elle est de 10 à 15 fois le diamètre du projectile.

Une explosion d'impact du type décrit ci-dessus conduit à un type caractéristique de cratère, comme le montre la figure 9.15. La cavité centrale est initialement en forme de bol (le mot « cratère » vient du mot grec pour « bol »), mais le rebond de la croûte la remplit partiellement, produisant un fond plat et créant parfois un pic central. Sur le pourtour, des glissements de terrain créent une série de terrasses.

Le bord du cratère est soulevé par la force de l'explosion, de sorte qu'il s'élève à la fois au-dessus du sol et du terrain adjacent. Autour de la jante est un couverture d'éjection constitué de matériaux projetés par l'explosion. Ces débris retombent pour créer une région accidentée et vallonnée, généralement à peu près aussi large que le diamètre du cratère. Des éjectas supplémentaires à plus grande vitesse tombent à de plus grandes distances du cratère, creusant souvent de petits cratères secondaires où ils frappent la surface (Figure 9.9).

Certains de ces flux d'éjectas peuvent s'étendre sur des centaines voire des milliers de kilomètres du cratère, créant le brillant rayons de cratère qui sont proéminents dans les photos lunaires prises presque en pleine phase. Les rayons les plus brillants des cratères lunaires sont associés à de grands jeunes cratères tels que Kepler et Tycho.

Voir par vous-même

Observer la Lune

La Lune est l'une des plus belles vues du ciel, et c'est le seul objet assez proche pour révéler son topographie (éléments de surface tels que les montagnes et les vallées) sans la visite d'un vaisseau spatial. Un télescope amateur assez petit montre facilement des cratères et des montagnes sur la Lune aussi petites que quelques kilomètres de diamètre.

Même vu à travers une bonne paire de jumelles, nous pouvons observer que l'apparence de la surface de la Lune change radicalement avec sa phase. En pleine phase, il ne montre presque aucun détail topographique, et il faut regarder de près pour voir plus que quelques cratères. En effet, la lumière du soleil éclaire la surface directement et dans cet éclairage plat, aucune ombre n'est projetée. La vue près du premier ou du troisième quartier est beaucoup plus révélatrice, lorsque la lumière du soleil pénètre latéralement, ce qui fait que les caractéristiques topographiques projettent des ombres nettes. Il est presque toujours plus gratifiant d'étudier une surface planétaire sous un éclairage aussi oblique, lorsque l'on peut obtenir le maximum d'informations sur le relief de la surface.

L'éclairage plat à pleine phase accentue cependant les contrastes de luminosité sur la Lune, comme ceux entre les maria et les hauts plateaux. Remarquez sur la figure 9.16 que plusieurs des grands cratères mare semblent être entourés de matière blanche et que les traînées ou les rayons lumineux qui peuvent s'étendre sur des centaines de kilomètres à travers la surface sont clairement visibles. Ces éléments plus légers sont des éjectas, éclaboussés par l'impact formant un cratère.

D'ailleurs, il n'y a aucun danger à regarder la Lune avec des jumelles ou des télescopes. La lumière du soleil réfléchie n'est jamais assez brillante pour nuire à vos yeux. En fait, la surface ensoleillée de la Lune a à peu près la même luminosité qu'un paysage ensoleillé de roches sombres sur Terre. Although the Moon looks bright in the night sky, its surface is, on average, much less reflective than Earth’s, with its atmosphere and white clouds. This difference is nicely illustrated by the photo of the Moon passing in front of Earth taken from the Deep Space Climate Observatory spacecraft (Figure 9.17). Since the spacecraft took the image from a position inside the orbit of Earth, we see both objects fully illuminated (full Moon and full Earth). By the way, you cannot see much detail on the Moon because the exposure has been set to give a bright image of Earth, not the Moon.

One interesting thing about the Moon that you can see without binoculars or telescopes is popularly called “the new Moon in the old Moon’s arms.” Look at the Moon when it is a thin crescent, and you can often make out the faint circle of the entire lunar disk, even though the sunlight shines on only the crescent. The rest of the disk is illuminated not by sunlight but by earthlight—sunlight reflected from Earth. The light of the full Earth on the Moon is about 50 times brighter than that of the full Moon shining on Earth.

Using Crater Counts

If a world has had little erosion or internal activity, like the Moon during the past 3 billion years, it is possible to use the number of impact craters on its surface to estimate the age of that surface. By “age” here we mean the time since a major disturbance occurred on that surface (such as the volcanic eruptions that produced the lunar maria).

We cannot directly measure the rate at which craters are being formed on Earth and the Moon, since the average interval between large crater-forming impacts is longer than the entire span of human history. Our best-known example of such a large crater, Meteor Crater in Arizona (Figure 9.18), is about 50,000 years old. However, the cratering rate can be estimated from the number of craters on the lunar maria or calculated from the number of potential “projectiles” (asteroids and comets) present in the solar system today. Both lines of reasoning lead to about the same estimations.

For the Moon, these calculations indicate that a crater 1 kilometer in diameter should be produced about every 200,000 years, a 10-kilometer crater every few million years, and one or two 100-kilometer craters every billion years. If the cratering rate has stayed the same, we can figure out how long it must have taken to make all the craters we see in the lunar maria. Our calculations show that it would have taken several billion years. This result is similar to the age determined for the maria from radioactive dating of returned samples—3.3 to 3.8 billion years old.

The fact that these two calculations agree suggests that astronomers’ original assumption was right: comets and asteroids in approximately their current numbers have been impacting planetary surfaces for billions of years. Calculations carried out for other planets (and their moons) indicate that they also have been subject to about the same number of interplanetary impacts during this time.

We have good reason to believe, however, that earlier than 3.8 billion years ago, the impact rates must have been a great deal higher. This becomes immediately evident when comparing the numbers of craters on the lunar highlands with those on the maria. Typically, there are 10 times more craters on the highlands than on a similar area of maria. Yet the radioactive dating of highland samples showed that they are only a little older than the maria, typically 4.2 billion years rather than 3.8 billion years. If the rate of impacts had been constant throughout the Moon’s history, the highlands would have had to be at least 10 times older. They would thus have had to form 38 billion years ago—long before the universe itself began.

In science, when an assumption leads to an implausible conclusion, we must go back and re-examine that assumption—in this case, the constant impact rate. The contradiction is resolved if the impact rate varied over time, with a much heavier bombardment earlier than 3.8 billion years ago (Figure 9.19). This “heavy bombardment” produced most of the craters we see today in the highlands.

This idea we have been exploring—that large impacts (especially during the early history of the solar system) played a major role in shaping the worlds we see—is not unique to our study of the Moon. As you read through the other chapters about the planets, you will see further indications that a number of the present-day characteristics of our system may be due to its violent past.


Planets and Moons

F. Sohl , G. Schubert , in Treatise on Geophysics , 2007

10.02.8.5 Dynamics

The impact crater population on the surface of Venus has been used to infer a mean surface age of several hundred to as much as 800 Myr ( McKinnon et al., 1997 Herrick et al., 1997 ). It has been proposed that the relatively young age of Venus' surface was set in a global volcanic resurfacing event and that relatively little volcanism has occurred since ( Schaber et al., 1992 Basilevsky et al., 1997 ). The resurfacing event could be the means by which Venus expels its heat. One way this could happen is the global foundering of a thick, relatively cold and heavy lithosphere and its replacement by the relatively hot underlying mantle ( Turcotte, 1993 ). Such events might have occurred episodically throughout Venus' history. Between such events the lithosphere would thicken but Venus would have no efficient way, like plate tectonics on Earth, to expel its heat. Instead the heat building up in the interior during the quiescent period would be lost in the mantle overturn when the lithosphere thickened enough to become gravitationally unstable. The initiation of such an event might be evident today on Venus' surface in the form of large coronae. Coronae are quasi-circular features, 100–2600 km in diameter, with raised interiors and elevated rims, often with annular troughs ( Stofan et al., 1997 ). Mckenzie et al. (1992) and Sandwell and Schubert (1992a, 1992b) have argued that the perimeters of several large coronae on Venus, specifically Artemis, Latona, and Eithinoa, resemble terrestrial subduction zones in both planform and topography. Artemis chasma has a radius of curvature similar to that of the South Sandwich subduction zone on the Earth. Sandwell and Schubert (1992a) proposed that the large coronae are incipient circular subduction zones. The foundering lithosphere is replaced by ascending hot mantle in a manner similar to back-arc spreading on the Earth. A single global resurfacing event for Venus has been challenged by Hauck et al. (1998) . They argue that the interpretation of the Venusian crater distribution is nonunique and they identify some units in the volcanic plains that have a spread in age of about 0.5 Gyr.

Because Venus lacks plate tectonics, convection in its mantle is different from the style of convection in Earth's mantle. Venusian mantle convection occurs in the sluggish or stagnant lid regime, that is, it is confined below the lithosphere or nearly rigid lid ( Schubert et al., 1997 ). This form of convection is less efficient at transporting heat than is the plate tectonic regime with consequent implications for the thermal history of the planet and the dynamics of its core, as noted above. Mantle convection in Venus may be unable to establish a near equilibrium with its internal heat sources resulting in the episodic overturning of its mantle and global resurfacing. Enhanced core cooling would occur during such an event with the possible initiation of a transient dynamo. Heat from the core would be carried away by mantle plumes that could form volcanic rises similar to Atla and Beta Regiones.


Why are impact craters always circular?

If you throw a stone into mud at an angle you normally end up with a ‘crater’ that’s elliptical or elongated, but is it the same when it comes to impact craters?

Asked by: Tony Hersh, Newbury

If you throw a stone into mud at an angle you normally end up with a ‘crater’ that’s elliptical or elongated. It’s natural to suppose the same would be true of a meteoroid hitting the Earth or another planet. But these kinds of impact craters are formed in an entirely different way to the ‘mechanical’ process of a stone hitting mud.

Meteoroids are moving at extremely high velocities (up to tens of kilometres per second). At the moment of impact this enormous kinetic energy is almost entirely converted into heat, which then vaporises the meteoroid instantly. It’s this ‘explosion’ and not the meteoroid itself that creates the impact crater. Since material is ejected equally in all directions, regardless of the direction of travel of the meteoroid, the resulting crater is circular. There can be exceptions to this but only if the impact occurs at an extremely shallow angle.

Subscribe to BBC Focus magazine for fascinating new Q&As every month and follow @sciencefocusQA on Twitter for your daily dose of fun science facts.


Voir la vidéo: Un gigantesque CRATÈRE de MÉTÉORITE en Arizona (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Uwaine

    Thème incomparable, il m'intéresse beaucoup :)

  2. Bader

    J'espère que tu prendras la bonne décision.

  3. Sully

    Je crois que vous vous trompez. Je suis sûr. Je peux le prouver.

  4. Tadal

    Je pense que vous n'avez pas raison. Je suis sûr. Nous discuterons. Écrivez dans PM.

  5. Holter

    Incomparablement)))))))



Écrire un message