Des scientifiques de l'American Museum of Natural History et de l'Université de Chicago ont expliqué comment un résidu encerclant le globe s'est formé à la suite de l'impact des astéroïdes qui a déclenché l'extinction des dinosaures. L'étude, qui sera publiée dans le numéro d'avril de la revue Geology, dresse le portrait le plus détaillé à ce jour de la chimie compliquée de la boule de feu produite lors de l'impact.
Le résidu est constitué de gouttelettes de sable de la taille d'un liquide chaud qui se sont condensées à partir du nuage de vapeur produit par un astéroïde impactant il y a 65 millions d'années. Les scientifiques ont proposé trois origines différentes pour ces gouttelettes, que les scientifiques appellent «sphérules». Certains chercheurs ont émis l'hypothèse que le frottement atmosphérique faisait fondre les gouttelettes de l'astéroïde à l'approche de la surface de la Terre. D'autres encore ont suggéré que les gouttelettes ont éclaboussé le cratère d'impact de Chicxulub au large des côtes de la péninsule du Yucatan au Mexique après la collision de l'astéroïde avec la Terre.
Mais les analyses menées par Denton Ebel, conservateur adjoint des météorites à l'American Museum of Natural History, et Lawrence Grossman, professeur en sciences géophysiques à l'Université de Chicago, fournissent de nouvelles preuves pour la troisième proposition. Selon leurs recherches, les gouttelettes doivent s'être condensées du nuage de vapeur de refroidissement qui a ceint la Terre après l'impact.
Ebel et Grossman fondent leurs conclusions sur une étude du spinelle, un minéral riche en magnésium, fer et nickel contenu dans les gouttelettes.
«Leur article est une avancée importante dans la compréhension de la formation de ces sphérules d'impact,» a déclaré Frank Kyte, professeur agrégé adjoint de géochimie à l'Université de Californie à Los Angeles. «Cela montre que les spinelles peuvent se former dans le panache d'impact, ce qui, selon certains chercheurs, n'était pas possible.
Lorsque l'astéroïde a frappé il y a environ 65 millions d'années, il a rapidement libéré une énorme quantité d'énergie, créant une boule de feu qui s'est élevée loin dans la stratosphère. "Cet impact géant non seulement écrase la roche et fait fondre la roche, mais une grande partie de la roche se vaporise," Dit Grossman. «Cette vapeur est très chaude et se dilate vers l'extérieur à partir du point d'impact, se refroidissant et se dilatant au fur et à mesure. En se refroidissant, la vapeur se condense sous forme de petites gouttelettes et pleut sur toute la Terre.?
Cette pluie de gouttelettes fondues s'est ensuite installée sur le sol, où l'eau et le temps ont modifié les sphérules vitreuses dans la couche d'argile qui marque la frontière entre le Crétacé et le Tertiaire (maintenant officiellement appelé Paléogène). Cette limite marque l'extinction des dinosaures et de nombreuses autres espèces.
Le travail qui a conduit à la publication d'Ebel and Grossman's Geology a été déclenché par une conférence à laquelle ce dernier a assisté lors d'une réunion scientifique il y a environ 10 ans. Lors de cette conférence, un scientifique a déclaré que les spinelles de la couche limite du Crétacé-Paléogène ne pouvaient pas se condenser du nuage de vapeur d'impact en raison de leur teneur en fer hautement oxydé. "Je pensais que c'était un argument étrange," Dit Grossman. "Environ la moitié des atomes de n'importe quelle roche que vous pouvez trouver sont de l'oxygène" dit-il, fournissant une voie pour une oxydation extensive.
Le laboratoire de Grossman, où Ebel travaillait à l'époque, est spécialisé dans l'analyse des météorites qui ont accumulé des minéraux condensés du nuage de gaz qui a formé le soleil il y a 4,5 milliards d'années. Ensemble, ils ont décidé d'appliquer leur expérience dans la réalisation de simulations informatiques de la condensation des minéraux du nuage de gaz qui a formé le système solaire au problème des spinelles du Crétacé-Paléogène.
Kyte de l'UCLA, qui lui-même était favorable à une origine boule de feu pour les spinelles, a mesuré la composition chimique de centaines d'échantillons de spinelles du monde entier.
Ebel et Grossman se sont appuyés sur les travaux de Kyte et sur des calculs antérieurs effectués par Jay Melosh de l'Université de l'Arizona et Elisabetta Pierazzo du Planetary Science Institute de Tucson, Arizona, montrant comment l'angle d'impact de l'astéroïde aurait affecté la composition chimique de la boule de feu. Les impacts verticaux contribuent davantage à la vapeur des roches astéroïdes et plus profondes, tandis que les impacts à des angles inférieurs vaporisent des roches moins profondes sur le site d'impact.
Ebel et Grossman se sont également appuyés sur les travaux de Mark Ghiorso de l'Université de Chicago et de Richard Sack de l'Université de Washington, qui ont développé des simulations informatiques qui décrivent comment les minéraux changent sous des températures élevées.
Les simulations informatiques résultantes développées par Ebel et Grossman montrent comment la roche vaporisée lors de l'impact se condensait alors que la boule de feu se refroidissait à des températures atteignant des dizaines de milliers de degrés. Les simulations brossent un tableau du ciel mondial rempli d'une pluie bizarre d'un liquide silicaté riche en calcium, reflétant le contenu chimique des roches autour du cratère d'impact Chicxulub.
Leurs calculs leur ont dit quelle devrait être la composition des spinelles, basée sur la composition de l'astéroïde et du substratum rocheux sur le site d'impact au Mexique. Les résultats correspondent étroitement à la composition des spinelles trouvés à la frontière du Crétacé-Paléogène dans le monde que Kyte de UCLA et ses associés ont mesuré.
Les scientifiques savaient déjà que les spinelles trouvés à la couche limite de l'océan Atlantique différaient nettement en composition de ceux trouvés dans l'océan Pacifique. «Les spinelles qui se trouvent à la frontière Crétacé-Paléogène dans l'Atlantique se sont formés à un stade plus chaud et plus précoce que ceux du Pacifique, qui se sont formés à un stade plus tard et plus frais dans ce gros nuage de matière qui a fait le tour de la Terre». Dit Ebel.
L'événement aurait éclipsé les énormes éruptions volcaniques de Krakatoa et du mont St. Helens, a déclaré Ebel. "Ce genre de choses est très difficile à imaginer," il a dit.
Les résultats de cet article renforcent le lien entre l'impact unique de Chicxulub et la limite stratigraphique marquant l'extinction de masse il y a 65 millions d'années qui a mis fin à l'ère des dinosaures. Le sujet sera approfondi dans une nouvelle exposition révolutionnaire, «Dinosaures: fossiles anciens, nouvelles découvertes». qui devrait ouvrir ses portes au Musée américain d'histoire naturelle le 14 mai. Après sa fermeture à New York, l'exposition se rendra au Houston Museum of Natural Science (du 3 mars au 30 juillet 2006); la California Academy of Sciences, San Francisco (15 septembre 2006 - 4 février 2007); The Field Museum, Chicago (30 mars-3 septembre 2007); et le Musée d'État des sciences naturelles de Caroline du Nord, Raleigh (26 octobre 2007 - 5 juillet 2008).
Source d'origine: communiqué de presse de l'Université de Chicago
