Mots clés : météorite, fragmentation, sidérite, volatilisation, cratère d'impact

La plus grosse météorite tombée sur Terre

Pierre Thomas

ENS Lyon, Laboratoire des Sciences de la Terre

Emmanuelle Cecchi

Florence Kalfoun

ENS Lyon / DGESCO

02/02/2002

Résumé

Le plus gros fragment de météorite connu à ce jour, Hoba, a été trouvé en Namibie. Le plus grand cratère "récent" est celui de Chixulub, au Mexique. D'après son diamètre, il correspondrait à une météorite de 10 kilomètres de diamètre.


La question

« Pouvez-vous me donner le nom de la plus grosse météorite tombée sur terre, son origine et ses caractéristiques ? »

La réponse

Notez d'abord qu'il faut distinguer le plus gros FRAGMENt d'une seule pièce trouvé sur Terre, ou la plus grosse MÉTÉORITE arrivant sur Terre, même si celle-ci a été fragmentée en plusieurs petits fragments.

Le plus gros fragment de météorite

Le plus gros fragment de météorite connu à ce jour a été trouvé en 1920 en Namibie. Cette météorite est connue sous le nom de météorite "Hoba". Il s'agit d'une sidérite de 60 tonnes. L'âge de sa chute n'est pas connue.

Figure 1. La météorite de Hoba

La météorite de Hoba

Découverte en 1920, elle a une dimension de 3 m sur 2.5 m.


Pourquoi ne trouve-t-on pas de fragments de météorite plus gros?

Lorsque une météorite arrive sur Terre (avec une vitesse comprise entre 11 et 30 km/s), elle possède une énergie cinétique de 1/2.m.V2, avec la masse m proportionnelle au volume et donc au cube de son diamètre D.

Dans l'atmosphère, les frottements ralentissent la chute de la météorite. Les frottements se font par la surface S de l'objet, qui est proportionnelle au carré du diamètre D.

L'efficacité du freinage de la météorite dépend donc du rapport surface/volume (D2/D3 = 1/D), c'est-à-dire que l'efficacité du freinage est inversement proportionnelle à la taille de la météorite. Ainsi:

  • plus une météorite est petite (D faible), plus elle est freinée par l'atmosphère : elle arrive lentement au sol,
  • plus une météorite est grosse et moins elle est freinée: elle arrive vite au sol.

Lorsque une météorite arrive vite au sol, elle a beaucoup de chance de se fragmenter lors du choc avec la surface terrestre.

Pour simplifier, on peut dire que les météorites de plus de quelques centaines de tonnes ne sont pas significativement ralenties par l'atmosphère, et arrivent au sol avec quasiment leur vitesse initiale.


Quand une météorite arrive au sol avec une telle vitesse, son énergie est répartie de la façon suivante:

  • une partie de l'énergie permet la fragmentation et surtout l'échauffement et la volatilisation de tout ou une partie de la météorite. Pour les plus grosses d'entre elle, elles sont entièrement vaporisées. C'est ce qui explique qu'on ne trouve quasiment pas de fragments de météorites associés aux très grands cratères.
  • L'autre partie de l'énergie (la plus grande part) est communiquée à la cible (la surface de la Terre), et a des effets complexes et variés, dont les 2 plus spectaculaires sont:

    1. la formation d'un cratère, avec éjection et retombée de débris (les éjecta) dans et autour du cratère, et
    2. le métamorphisme de choc et la fusion d'une partie de la cible et des débris éjectés. Pour un cratère de 20 km de diamètre, environ 10% des éjecta ont été fondus.

De la taille du cratère au diamètre de la météorite

L'extrapolation de résultats de "bombardements", d'explosions (chimique ou nucléaire) permet de connaître la relation qu'il existe entre l'énergie dégagée par une explosion et la taille du cratère. Et comme dans le cas d'une météorite, l'énergie (1/2 mV2) est directement liée à la masse, donc au cube du diamètre, on peut trouver la relation entre le diamètre d'une météorite et la taille du cratère...

En simplifiant, on peut dire que le diamètre du cratère est environ 20 fois le diamètre de la météorite .

Sur Terre, les trois plus grands cratères "récents" connus sont:

Figure 3. Cratère du Manicouagan, Québec

Cratère du Manicouagan, Québec

Âge = 210 millions d'année, D moyen de 70 km, ce qui correspond à une météorite de diamètre 3,5 km.


Figure 4. Cratère du Popigai, Sibérie

Cratère du Popigai, Sibérie

Âge = 40 millions d'année, D moyen de 100 km, ce qui correspond à une météorite de diamètre 5 km.


Figure 5. Cratère du Chixculub, Mexique

Cratère du Chixculub, Mexique

Âge = 65 millions d'année, D moyen de 200 km, ce qui correspond à une météorite de diamètre 10 km.


Mots clés : météorite, fragmentation, sidérite, volatilisation, cratère d'impact