Le glacier Hiawatha est une structure de glace de plus d’un kilomètre d’épaisseur avançant lentement dans les eaux du Groenland. Malgré son apparence ordinaire, le glacier révèle en réalité un secret crucial pour l’histoire de la Terre : la présence d’un cratère d’impact qui pourrait expliquer l’une des plus grandes perturbations climatiques de l’histoire de notre planète.

Sous la surface de Hiawatha se cache un cratère d’impact de 31 km de largeur, selon un article rédigé par 21 co-auteurs et paru dans la revue Science Advances. Le cratère aurait été provoqué par un astéroïde ferreux de 1.5 km ayant percuté la Terre, probablement au cours des 100’000 dernières années.

Bien que moins cataclysmique que l’impact du Chicxulub — l’astéroïde en partie responsable de la disparition des dinosaures et ayant creusé un cratère de 200 km de large au Mexique il ya environ 66 millions d’années, l’impacteur Hiawatha pourrait également avoir laissé une empreinte dans l’histoire de la planète.

La période est encore à débattre, mais certains chercheurs pensent que l’astéroïde a heurté la Terre à un moment crucial de son histoire : il y a environ 13’000 ans, alors que le monde, majoritairement recouvert de glace, était en train de fondre en sortie de la dernière ère glaciaire. Cela signifierait qu’il s’est écrasé sur la Terre alors que les populations de mammouths et autres mégafaunes déclinaient, et que nos ancêtres migraient partout en Amérique du Nord.

Des indices sur la présence potentielle d’un cratère d’impact sous les glaces du Groenland

En 2015, Kurt H. Kjær et un de ses collègues étudiaient une nouvelle carte des contours cachés sous la glace du Groenland. Sur la base des variations de la profondeur de la glace et des modèles d’écoulement en surface, la carte offrait une suggestion grossière de la topographie du substrat rocheux, y compris la trace d’un trou sous Hiawatha.

Kjær s’est alors souvenu d’une énorme météorite de fer dans la cour de son musée. Surnommé Agpalilik (l’Homme), le rocher de 20 tonnes est un fragment d’une météorite encore plus grande, le Cape York, trouvée en morceaux dans le nord-ouest du Groenland par des explorateurs occidentaux, mais longtemps utilisé par les Inuits comme source de fer pour leurs harpons et outils.

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Kjær se demandait si la météorite pouvait être un reste d’un impacteur qui aurait creusé la zone circulaire sous Hiawatha. Mais il n’était toujours pas convaincu que c’était un cratère d’impact. Il avait besoin d’étudier la zone plus clairement avec un radar pour fouiller les profondeurs glacées.

Cette vidéo présente les méthodes utilisées par les chercheurs pour mettre en évidence le cratère d’impact :

L’équipe de Kjær a commencé à travailler avec Joseph MacGregor, un glaciologue du Goddard Space Flight Center de la NASA, qui a rassemblé plusieurs données radar archivées concernant la région. MacGregor a constaté que les avions de la NASA survolaient souvent le site pour aller surveiller la banquise arctique, et que les instruments étaient parfois allumés en mode test en fin de trajectoire.

Les images radar montraient plus clairement ce qui ressemblait au bord d’un cratère, mais elles étaient encore trop floues. De nombreux éléments à la surface de la Terre, tels que les calderas volcaniques, peuvent ressembler à des structures circulaires. Mais seuls les cratères d’impact contiennent des pics centraux et des pics annelés, qui se forment au centre d’un nouveau cratère lorsque des roches en fusion rebondissent juste après une collision. Pour détecter ces caractéristiques, les chercheurs avaient besoin de données plus précises.

Par coïncidence, l’Institut Alfred Wegener pour la recherche polaire et marine à Bremerhaven, en Allemagne, venait d’acquérir un radar de nouvelle génération pénétrant la glace, embarqué dans leur avion scientifique Basler, un DC-3 amélioré à double hélice, dédié à la glaciologie en zone arctique.

Des preuves géologiques confirmant l’impact d’un astéroïde

Trois vols, en mai 2016, ont ajouté 1600 kilomètres de nouvelles données provenant de dizaines de transits à travers la glace, indiquant que les scientifiques étaient sur la bonne voie. Le radar a révélé cinq bosses proéminentes au centre du cratère, indiquant un pic central s’élevant à environ 50 mètres de haut. Et en signe d’impact récent, le fond du cratère était exceptionnellement déchiqueté.

schema mission cratere groenland

Image récapitulant la mission de recherche ayant conduit à la découverte du cratère d’impact. Crédits : C. BICKEL/SCIENCE/UMN POLAR GEOSPATIAL CENTER

Si l’astéroïde avait frappé plus de 100’000 ans plus tôt, alors que la zone était libre de toute glace, l’érosion due à la fonte des glaces intérieures aurait récuré le cratère, a déclaré MacGregor. Les signaux radar ont également montré que les couches profondes de glace étaient enchevêtrées — un autre signe d’impact récent. Selon MacGregor, la topologie perturbée de la structure suggère que « la calotte glaciaire est déséquilibrée en présence de ce cratère ».

Mais l’équipe souhaitait des preuves directes pour surmonter le scepticisme du reste de la communauté scientifique. Kjær et ses collègues ont ainsi prélevé plusieurs échantillons de roches et de sable autour de Hiawatha. En examinant le sable recueilli, Adam Garde, géologue au Service géologique du Danemark et du Groenland à Copenhague, a découvert des grains de verre forgés à des températures supérieures à celles qu’une éruption volcanique pouvait générer.

schema bandes inclusions quartz

Les bandes d’inclusions caractéristiques retrouvées dans les quartz témoignent de l’impact d’un astéroïde. Crédits : Adam Garde

Plus important encore, il découvrit des cristaux de quartz possédant des inclusions caractéristiques. Les cristaux contenaient un motif en bandes distinctif qui ne peut être formé que sous les pressions intenses d’impacts extraterrestres ou d’armes nucléaires. Après avoir rassemblé les preuves nécessaires pour confirmer la nature du cratère d’impact, les scientifiques ont tenté de découvrir la période de l’impact et les effets de celui-ci sur la planète.

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