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Astéroïdes géocroiseurs

Astéroïdes géocroiseurs



Que sont-ils et d'où viennent-ils?


Par David K. Lynch,
Conception de l'artiste d'un impact d'astéroïde. Image de la NASA.

Depuis que la Terre s'est formée il y a 4,5 milliards d'années, elle a été bombardée de roches depuis l'espace. Chaque année, environ 50 000 tonnes de matériaux astéroïdes pénètrent dans l'atmosphère terrestre. La majeure partie de celle-ci brûle haut dans l'ionosphère en raison du frottement avec l'air. Mais quelques rochers passent. Les impacts dans l'océan passent inaperçus, bien que les plus grands puissent produire des tsunamis. D'autres frappent des terres et laissent des cratères. Cela dure depuis la nuit des temps et devrait se poursuivre longtemps après que le Soleil aura emporté nos océans dans environ 5 milliards d'années.

Les grandes roches spatiales sont appelées astéroïdes et les petites sont appelées météoroïdes. Lorsqu'ils traversent l'atmosphère, ils sont appelés météores ou "étoiles filantes". S'ils atteignent le sol, ils sont appelés météorites.


L'astéroïde Itokawa, visité par un vaisseau spatial japonais Hayabusa en 2005. Il a été découvert par l'équipe d'enquête d'astéroïdes LINEAR en 1998. Japan Aerospace Exploration Agency Image. Utilisé avec permission.

D'où viennent-ils?

L'origine des comètes et des astéroïdes n'est pas complètement comprise. Certains astéroïdes seraient des débris de la formation du système solaire. On pense que d'autres sont des fragments d'une collision de gros astéroïdes ou protoplanètes. Les comètes sont connues pour être des vestiges du système solaire primitif, mais leur nombre est très incertain. Chaque année, plusieurs dizaines de nouvelles comètes sont découvertes.

La plupart des astéroïdes tournent autour du Soleil selon des trajectoires presque circulaires situées entre Mars et Jupiter. Les comètes proviennent des franges extérieures du système solaire, bien au-delà de Pluton. Ils ont des orbites elliptiques extrêmement allongées et chaque tour du soleil prend des milliers ou des millions d'années.

En général, ni les astéroïdes ni les comètes ne constituent une menace pour la Terre. En effet, leurs orbites restent la même année après année, tout comme la Terre. Une fois qu'un astéroïde est identifié et son orbite déterminée, sa trajectoire future peut être prédite très précisément. La plupart des astéroïdes ne viennent pas près de la Terre. Mais quelques-uns ont été poussés à partir de leurs orbites circulaires à l'origine par une rencontre rapprochée avec Jupiter ou une collision avec d'autres astéroïdes. Leurs nouvelles orbites - qui sont également prévisibles - les amènent au système solaire intérieur où elles peuvent menacer la Terre. Ce sont les soi-disant familles d'astéroïdes «traversant la Terre»; Apollos, Amors et Atens.


Conception d'artiste des fragments de la comète Shoemaker-Levy 9 s'écrasant sur Jupiter en juillet 1994. Image de la NASA.

De quoi sont-ils faits?

La plupart des astéroïdes et des météorites sont composés de roches similaires à celles de la Terre - olivine, pyroxène, etc. Celles-ci sont appelées «chondrites» ou «pierres». Les pierres riches en carbone sont appelées "chondrites carbonées" et certaines d'entre elles contiennent des acides aminés, les éléments constitutifs de la vie. Certains astronomes pensent que la vie sur Terre a été semée de comètes et de météorites.

Environ 10% des météorites sont appelées fers. Les fers sont des alliages de nickel et de fer et des corps métalliques denses. La plupart des météorites exposées dans les musées sont des fers car elles sont suffisamment résistantes pour survivre à notre atmosphère. Les fers sont également plus faciles à identifier au sol car les chondrites ressemblent souvent à des roches ordinaires. Meteor Crater en Arizona a été causé par un fer.

Les comètes sont beaucoup moins courantes que les astéroïdes, mais de temps en temps elles frappent également la Terre. Les comètes sont des boules irrégulières de glace poussiéreuse - des "boules de neige sales" - de quelques kilomètres de diamètre. Ils sont en grande partie inertes, sauf lorsqu'ils sont chauffés lorsqu'ils passent près du soleil et libèrent du gaz et de la poussière pour former leur queue. On pense que l'objet qui a frappé la Sibérie en 1908 était une comète. Un souffle d'air estimé à 10-20 mégatonnes a dévasté plus de 2000 km2 de forêts près de Tunguska. Aucun fragment n'a été trouvé, laissant penser qu'il s'agissait d'une comète, sa glace s'étant évaporée. En 1994, la comète Shoemaker-Levy 9 a percuté Jupiter, un rappel sobre que des collisions cosmiques se produisent toujours.

À quelle fréquence frappent-ils la Terre?

Tous les jours! Mais on atteint rarement le sol. Selon leur composition, les météores de moins de 10 m de diamètre ne survivent pas à leur passage dans l'atmosphère. Un fer plus petit le ferait probablement, mais il faudrait une plus grande comète pour survivre à notre atmosphère. Le tableau ci-dessous montre la fréquence et l'énergie approximatives des astéroïdes, ainsi que des estimations du nombre de morts chez les astéroïdes de différentes tailles. Plus l'astéroïde est gros, plus il est rare.


Graphique montrant la relation entre la taille d'un astéroïde à impact terrestre et la fréquence d'un tel événement.

Cratères et dommages par impact?

La quantité de dégâts d'impact et son étendue dépendent de l'énergie cinétique de l'astéroïde. Ceux qui se déplacent plus rapidement transportent plus d'énergie que ceux qui se déplacent plus lentement, et les plus massifs ont plus d'énergie que les plus petits. Bien qu'il soit possible pour un BB d'avoir la même énergie qu'un boulet de canon, le BB devrait voyager cent fois plus vite. L'énergie d'impact est mesurée en termes de tonnes métriques de TNT. La bombe atomique larguée sur Hiroshima pesait environ 15 kilotonnes.

Les météores arrivent si vite qu'ils forment des cratères d'une manière légèrement surprenante. À une vitesse pouvant atteindre 72 km / s, ils s'enfouissent dans le sol et forment un tunnel étroit en se compressant et en se vaporisant et en se balançant le long de leur trajectoire. Cela forme une bulle chaude de gaz. La pression de ce gaz se dilate de façon explosive et projette des matériaux vers le haut et vers l'extérieur. Ce qui reste est un cratère circulaire peu profond. Une grande partie des débris tombe à proximité et forme une couverture d'éjecta élevée. À l'exception de l'astéroïde qui se déplace le plus lentement, peu importe l'angle dans lequel le météore entre. L'explosion souterraine produit le cratère, pas la pénétration initiale. Peu importe la taille de la particule, comme l'ont révélé les microcratères sphériques sur le vaisseau spatial LDEF de la NASA.

Les objets de 1 à 2 km de diamètre représentent un seuil critique pour une catastrophe mondiale. Au-dessus de ces tailles, les matériaux jetés dans l'atmosphère encerclent le globe et réduisent la lumière du soleil et la croissance des plantes. Des astéroïdes encore plus gros feront pleuvoir du matériel chaud partout sur la terre. Cela déclenchera des incendies et la fumée bloquera davantage la lumière du soleil. Ces changements provoquent un refroidissement global et la perte de plantes, ce qui entraîne une famine massive et l'extinction des grands animaux terrestres. Les impacts dans l'océan peuvent créer des tsunamis qui dévasteront les zones côtières. La vie marine à proximité de la zone d'impact sera anéantie. Heureusement, les impacts de ces astéroïdes sont extrêmement rares.

Il y a moins de 200 cratères d'impact connus sur Terre. Mais la Lune en a des millions. Pourquoi n'en avons-nous pas plus?

La première raison est la météo. Le vent et la pluie, le gel et le dégel, ainsi que le chauffage et le refroidissement érodent les roches, les brisant en petits morceaux. Les plantes poussent et recouvrent les roches exposées et les décomposent également. Si nous pouvions voir à travers les forêts et les jungles, les photos aériennes montreraient sûrement plus de cratères.

Mais la tectonique des plaques est encore plus importante que l'érosion. Alors que les continents se déplacent et se raclent les uns contre les autres, les roches sont pliées, soulevées, enterrées et brisées. Tous les 200 millions d'années environ, 75% de la surface de la Terre est créée et détruite, principalement dans les océans. Les continents flottent au-dessus du fond de la mer, mais ils sont eux aussi soumis à un énorme remodelage. L'érosion et les forces tectoniques finissent par effacer toutes les structures géologiques à la surface de la Terre: montagnes, rivières, déserts, rives de la mer - et cratères d'impact. C'est pourquoi la plupart des cratères que nous connaissons sont relativement jeunes.

Apprendre encore plus: Astéroïdes traversant la Terre: comment les détecter, les mesurer et les dévier?

David K. Lynch, PhD, est un astronome et scientifique planétaire vivant à Topanga, en Californie. Lorsqu'il ne traîne pas autour de la faille de San Andreas ou n'utilise pas les grands télescopes du Mauna Kea, il joue du violon, recueille des serpents à sonnettes, donne des conférences publiques sur les arcs-en-ciel et écrit des livres (Color and Light in Nature, Cambridge University Press) et des essais. Le dernier livre du Dr Lynch est le Field Guide to the San Andreas Fault. Le livre contient douze trajets d'une journée en voiture le long de différentes parties de la faille, et comprend des journaux de route mile par mile et des coordonnées GPS pour des centaines de caractéristiques de la faille. En l'occurrence, la maison de Dave a été détruite en 1994 par le séisme de magnitude 6,7 à Northridge.