CHOCS DANS LE SYSTEME SOLAIRE

Présentation au sujet: "CHOCS DANS LE SYSTEME SOLAIRE"— Transcription de la présentation:

1 CHOCS DANS LE SYSTEME SOLAIRE
Des origines aux catastrophes Philippe GILLET Ecole normale supérieure de Lyon

2 Le 30 juin 1908 A moins de 20 km de l’épicentre de Tunguska les 600 à 700 rennes de Vasiliy Dzhenkoul furent instantanément réduits en cendres, les chiens furent brûlés vifs, toutes les tentes des nomades furent brûlées ainsi que tous les stocks de nourriture et de bois……

3

4 Shoemaker-Levy 9 Un choc en direct entre une comète et Jupiter
mars 1993 janvier 1994

5

6 Juin-juillet 1994

7 Janvier 2000 Tagish Lake

8 dans le Système Solaire
Les figures de chocs dans le Système Solaire

9 Vénus Mercure Terre Manicouagan

10 Mars Astéroïdes

11 Satellites de Jupiter Satellites de Saturne

12 Physique du Choc

13 Métamorphisme de choc

14 up Uc up0 E, P, r E0, P0, r0 Matériau comprimé Matériau non-comprimé
Front de l’onde de choc

15 Dunite r0 = 3,26 Uc = 4,82 + 1,33up (km/s) Pour une vitesse de collision de 2,4 km/s on a P = 25 GPa Pour la vitesse moyenne de croisement des astéroïdes (5,3 km/s) on obtient P = 66 GPa

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17 Cratère du Ries Des gneiss Graphite primaire
Les traces minéralogiques du choc Des gneiss Graphite primaire Cratère du Ries El Goresy et al. Am. Mineral (2001)

18 Les traces minéralogiques du choc
100 mm 1200 1250 1300 1350 1400 1450 Intensity Raman shift (cm -1 ) Low laser power High laser power 1331 cm 1318 cm FWHM 4.5 cm FWHM 8.5 cm Diamant

19 Métamorphisme de choc Carbone liquide Diamant Pression (GPa) Graphite
5 10 15 20 25 30 1000 2000 3000 4000 Graphite Diamant Carbone liquide 120 Ondes de choc Température (K) Pression (GPa)

20 Des quantités énormes d’énergie

21 Des densités et des tailles de cratères différentes

22 De la chronologie relative à la chronologie absolue

23 Les chocs et la formation du Système Solaire

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25 Un scénario

26 Une physique complexe pour le « collage »

27 Mouvement et choc de particules en suspension dans un gaz
Des poussières aux planétésimaux Mouvement et choc de particules en suspension dans un gaz collage par choc et sédimentation dans le plan équatorial du disque (environ 104 ans). Du micron au centimètre du centimètre au kilomètre : dépend de la vitesse relative des grains et blocs

28 Des planétésimaux aux embryons de planètes
Dépend de la vitesse relative des objets de la gravité de la nature du choc (élastique ou non) de la fragmentation et du « recollage » Destruction d’un astéroïde de 100 km D’après Pierre Michel , 2004

29 La Lune, fille de la Terre

30 Un lien de parenté Isotopes stables

31 Un choc violent

32 Un choc violent 1 2 7 3 6 4 5

33 L’extraordinaire voyage des
météorites de Mars

34 Une histoire mouvementée

35 Les origines martiennes
Des traces d’atmosphère martienne 3 mm

36 Taille de l’impacteur :
Formation de minéraux de haute pression T= /- 100 K P = 23 GPa 50 mm 3 mm Durée du choc : 10 ms. < t < 30 ms. Taille de l’impacteur : 100 m < d < 300 m 3 mm Taille du cratère : 1000 m < d < 3000 m

37 Durée du voyage : de 0,7 à 15 millions d’années
Durée du voyage de Mars à la Terre Durée du voyage : de 0,7 à 15 millions d’années

38 Des catastrophes écologiques ?
Il y a 65 millions d’années ……

39 Un choc enregistré sur toute la surface du globe

40 Le cratère cicatrice : Chicxulub

41 Des simulations numériques
Dispersion des éjectas incandescents Kring et Durda, 2001

42 Des effets climatiques
heures jours semaines mois années décades siècles Température Retour des éjectas incandescents Feux de forêt Poussières SOx Suies CO2 Effet de serre Obscurité

43 Et la suite …….. Taille de l’objet Fréquence (1 par ….)
Exemple et énergie <50 m Fréquent (50 000 tonnes/an) Combustion dans l’atmosphère 50 m 200 à 400 ans Tounguska-12 MT 100 m 1 000 à 5 000 ans Barringer-15 MT 500 m 0,1 à 0,5 Ma Mien-11 103 MT 1 km 1 Ma Rochechouart-9 104 MT 5 km 10 à 50 Ma Popigai-1 107 MT 10 km 100 à 500 Ma Chicxulub-1 108 MT >10 km 40 à 200 vers 3,9 Ga ????? >100 km Probable entre 4,6 et 3,9 Ga >1000 km 1 ou plus ?

44 Les géocroiseurs La population des géocroiseurs (NEOs) est composée d'astéroïdes et de comètes ayant des orbites avec un périhélie q<1.3 UA et une aphélie Q>0.983 UA

45 Les géocroiseurs

46 Les géocroiseurs

47 L’encombrement planétaire