Des cailloux d'origine terrestre tombés du ciel. 

Les tectites (du grec τηκτ́ος = fondu) sont des fragments de verre naturel de taille centimétriques à décimétriques.

La première allusion les concernant dans la littérature scientifique remonte à 1787. Elles étaient alors considérées comme une catégorie de verres volcaniques et parentes lointaines des obsidiennes. Les tectites furent étudiées en 1844 par Charles Darwin (1809-1882) qui pensait être en présence de bombes volcaniques. Leur nom fut donné en 1900 par le géologue autrichien Eduard Suess (1831-1914) qui voyait en elles des météorites vitrifiées.

De nombreuses autres hypothèses ont été envisagées pour expliquer l'origine des tectites : objets vitreux d'origine humaine, résidus d'une planète du Système solaire ou d'une comète, fulgurites (sables fondus sous l'effet de la foudre), fragments du sol lunaire projetés sur la Terre lors de l'impact d'astéroïdes ou de comètes sur notre satellite, ou même restes de laves projetées vers la Terre par l'activité volcanique lunaire. Cette dernière hypothèse a eu quelques partisans jusqu'à la fin des années 1970, mais elle ne résiste pas à l'analyse, puisqu'elle sous-tend que la Lune est encore un astre géologiquement actif, ce que les différentes missions Apollo ont formellement démenti.

La seule hypothèse qui résiste à un examen poussé, et qui est aujourd'hui universellement retenue, est d'ailleurs de loin la plus simple et la plus logique : les tectites sont des fragments de roches sédimentaires terrestres, arrachés du sol lors d'importants impacts météoritiques, fondus sous l'effet du choc et figés sous leur forme vitreuse à la suite du refroidissement brutal qu'ils subissent pendant leur trajet dans l'atmosphère, entre le cratère d'impact dont ils sont issus et leur site définitif.

Certains spécialistes modernes ont tendance à associer dans un groupe unique les impactites et les tectites. C'est une erreur et il est nécessaire d'examiner ce qui les différencie.

Toutes leurs caractéristiques attestent d’une origine impactique. Leur composition chimique permet de dire qu’elles proviennent de la matière terrestre et non pas de la matière du bolide impactant.
Les tectites se produisent quelques nanosecondes avant l’impact d'un énorme astéroïde (bolide) sur la Terre, vitesse de déplacement aux environs de 20 km/seconde (72 000 km/h).
La couche d’air comprimée entre l’astéroïde et la surface terrestre, pression ± 50 000 atmosphères, devient un plasma, température +ou- 30.000°C.
La matière terrestre de surface est alors vitrifiée et éjectée à très grande vitesse latéralement. La roche en fusion part alors dans l’atmosphère avant de retomber sur Terre parfois à des centaines et même des milliers de kilomètres.

La trajectoire balistique parabolique des gouttes de verre en fusion, à plusieurs km par seconde, peut se décrire en trois phases (voir schéma) :

 

Trajectoire balistique 

    

1 Phase montante à très haute température à travers l’atmosphère
2 Transit à très haute altitude ou dans le vide spatial
3 Phase descendante

 

Durant ces trois phases les phénomènes physiques vont modeler la forme de ces « gouttes de verre »
La complexité de ce qui peut se produire sur la trajectoire explique la variété des formes.

Pendant la première phase atmosphérique, la forme est donnée par l'interférence entre les forces de cohésion visqueuse, les forces centrifuges (en cas de rotation) et l'aérodynamisme (force de frottement et résistance à l'avancement).

Pendant le trajet dans la très haute atmosphère et le vide spatial, seules interviennent des forces de cohésion visqueuse (type tension superficielle) et les forces centrifuges en cas de rotation.

Pendant la troisième phase, atmosphérique, si la solidification a déjà eu lieu, l'aérodynamisme intervient seul avec ses frottements, sa fusion superficielle et l'ablation dues aux frottements… Si la solidification totale n'a pas encore eu lieu, toutes les autres forces s'ajoutent à ces deux dernières.

Localisation 

On ne trouve les macro-tectites, celles visibles à l'œil nu, que dans quatre régions (champs) terrestres mais on en trouve aussi beaucoup au fond des océans lors de carottages (Atlantique, Pacifique et Océan Indien).

Sud des États-Unis, il y a deux zones principales de retombés le Texas pour les « Bediasite » et la Géorgie pour les « Georgite ».
L’impact, il y a 35 millions d’années, forme le cratère de Chesapeake Bay, aujourd’hui recouvert de sédiment, il a été découvert grâce à des études géophysiques.
Sud de la République tchèque, les « Moldavite » (les premières furent découvertes près de Tyn nad Vltavou et Vltava, anciennement ville de Moldauthein et rivière Moldau.
L’impact, il y a 14,5 millions d’année, forme le cratère du Ries en Bavière, d’un diamètre d’environ 25 km. La distance moyenne parcourue par les tectites n’est que de 300 km.
Côte d'Ivoire, les « Ivoirites » ont pour origine le cratère du Lac Bosumtwi au Ghana daté de 1,07 million d’années.

Sud-Est asiatique et Australie, les « Australasites », la répartition est très étendue elle va du sud de la Chine pour les « Guang-Dong » à l’ouest de l'Australie "Australites"et d’est en ouest, des Philippines « Rhizalites ou Philippinites » par l’Indonésie, « Billitonite », au Vietnam, Laos et Thaïlande, « Indochinite ». Le cratère n’a pas été découvert. (voire encart ci-dessous) On date toutes ces tectites de 770 000 ans.

Toutes tectites d'un même champ ont la même composition chimique et elles ont toutes le même âge.
Les « Moldavite » sont de couleur vert-bouteille, toutes autres sont noires.

    

 
 
Les mystères à éclaircir...

Par Michel-Alain Combe - Astrosurf

 
 
 
Trois cratères parents pour les tectites d'Amérique du Nord ?


Pour bien comprendre la difficulté qu'il y a eu pendant longtemps d'apporter la preuve d'une liaison génétique entre les tectites d'Amérique du Nord et un cratère parent, rappelons ce que nous disions à ce sujet en 1982 :

« La parenté est franchement délicate à établir pour les tectites d'Amérique du Nord qui sont les plus anciennes connues (35 ± 1 millions d'années). Plusieurs essais ont été tentés pour faire de l'astroblème (1) de Popigai le cratère parent, mais tous ont échoué. Ni l'âge (5 millions d'années d'écart), ni la composition chimique, ni surtout la distribution géographique de ces tectites ne correspondent et il faut se faire une raison : il n'y a pas de liaison génétique entre les tectites d'Amérique du Nord et Popigai. Depuis la fin des années 1950, plusieurs auteurs ont pensé résoudre le problème en attribuant à la partie sud du golfe du Saint-Laurent, qui a une forme sensiblement circulaire, le rôle de cratère d'impact. Cette formation canadienne est pratiquement la seule possible par sa taille (290 km de diamètre) et surtout par ses coordonnées pour expliquer la distribution géographique de ces tectites et microtectites qui existent dans le Maine, au Texas, en Floride, à Cuba et dans la mer des Caraïbes. En fait, le champ de ce groupe vient d'être considérablement augmenté par la découverte de microtectites associées dans plusieurs sites du Pacifique et même dans l'océan Indien. Il a pu concerner la moitié de la surface terrestre et près de 1000 milliards de tonnes de micro tectites ont dû être réparties dans cette surface tout à fait considérable. Bien que l'hypothèse du golfe du Saint-Laurent soit toujours contestée, elle reste très plausible. Le cratère a totalement été oblitéré par l'âge et par la sédimentation très importante dans cette région et il ne peut être étudié comme un astroblème classique. Ce qui crée, évidemment, pour le moment, de sérieuses difficultés pour prouver qu'il s'agit bien d'une formation d'origine cosmique. Mais ne l'oublions pas : il y a eu obligatoirement un cratère géant pour engendrer cette masse énorme de micro tectites et le golfe du Saint-Laurent est le mieux placé pour avoir été celui-là. » 1

Les choses se sont à la fois éclaircies et compliquées depuis la rédaction de ce texte. Éclaircies, parce que l'on vient de découvrir un cratère qui peut fort bien convenir comme cratère parent : celui de Chesapeake Bay, et compliquées parce que ce sont aujourd’hui quatre grands cratères qui ont une ancienneté soupçonnée de 35 MA. Voyons ce problème de cratérisation multiple.

La découverte du grand cratère de Chesapeake Bay (90 km), doublée du cratère océanique de Tom’s Canyon (20 km), laisse à penser que le problème des tectites américaines est résolu (figure). Mais celui du golfe du Saint-Laurent reste entier et l’origine cosmique plausible, et même probable selon quelques sondages dans le secteur. Le fait que ces deux grands cratères ne soient pas décelables selon les critères habituels ne doit pas surprendre. Tous les astroblèmes maritimes et côtiers, on l’a bien compris avec Chicxulub, doivent être traités en prenant en compte un autre agent, extrêmement efficace à long terme, qu’est la sédimentation, qui cache le substrat choqué en très peu de temps (quelques milliers d’années seulement).

Le problème s’est encore compliqué du fait que l’astroblème de Popigai, jadis daté à 30 MA, a été vieilli et est daté maintenant de 35 ± 5 MA. L’âge médian est le même que les trois autres cratères certains ou soupçonnés. Nous sommes donc en présence de quatre cratères, dont trois très grands (d > 80 km) creusés par des objets célestes d’au moins 4 km chacun (et même beaucoup plus pour celui du golfe du Saint-Laurent), pour la frontière Éocène-Oligocène. Popigai est-il vraiment contemporain des trois autres ? Sa position géographique et la composition du substrat choqué avaient déjà parues rédhibitoires pour une parenté avec les tectites d’Amérique du Nord, comme le rappelle l’extrait rappelé plus haut. Mais par contre on s’étonnait, à juste titre, que Popigai n’ait pas produit sa propre famille de tectites.

Il faudra attendre pour résoudre cet irritant problème. Maintenant il y a trop-plein d’astroblèmes pour expliquer l’existence des bédiasites et des georgites et la multitude de microtectites associées qu’on a trouvées dans l’Atlantique, mais aussi dans le Pacifique et l’océan Indien.

 
     1. astroblème :  Ensemble des traces laissées par l’impact d’une météorite, d’un astéroïde ou d'une comète.
 
 
 
 
Le problème des tectites d'Australasie

Les australasites sont le nom générique de la principale famille de tectites qui regroupe plusieurs sous-familles : les indomalaysianites, les indochinites, les philippinites et les australites, représentant à elles toutes près de trois millions de spécimens. Leur dispersion géographique laissait croire, avant les possibilités de datation précise, que ces variétés régionales n'avaient rien en commun et correspondaient à des sources différentes, d'âge différent. En fait, il n'en est rien, les datations modernes ont montré sans ambigüité que toutes ces tectites ont le même âge et qu'elles ont été engendrées par un cataclysme unique (mais peut-être un objet morcelé au moment de l'impact) d'une puissance fantastique.

Les tectites et les micro tectites d'Australasie sont très probablement liées à un évènement d'origine cosmique de première importance en ce qui concerne la Terre. Il n'est pas exclu que cet évènement, vieux d'environ 700 000 ans, soit même le plus important de l'ère quaternaire, puisqu'il est lié à la dernière inversion totale du champ magnétique terrestre.

Comme toujours, quand il y a un cataclysme mystérieux comme celui-là, les savants des différentes disciplines sont extrêmement divisés, à la fois sur l'origine, les preuves terrestres et les conséquences de l'impact. Cela n'a jamais été si vrai que dans le cataclysme qui nous occupe ici. La seule preuve irréfutable est l'existence des tectites. Qui dit tectites dit obligatoirement impact, et dans le cas présent, impact majeur du fait de la dispersion géographique très importante des résidus. Jusque-là, tout le monde peut s'accorder. Mais le premier sujet (très profond) de discorde concerne le cratère parent : où est-il ? Il est à la fois très récent, puisque d'un âge équivalent à celui des tectites, soit 700 000 ans, et inconnu.

En 1976, le géologue américain John Weihaupt proposa une hypothèse séduisante, et apparemment très solidement étayée : le cratère existerait sous les glaces de l'Antarctique, dans la région de Wilkes Land, déjà soupçonnée d'ailleurs dès la fin des années 1950 à la suite de deux expéditions travaillant séparément, l'une française et l'autre américaine. En effet, la distribution des tectites d'Australasie laissait supposer une origine antarctique probable. Le cratère fantôme, connu maintenant sous le nom de Wilkes Land, serait en fait un cratère géant de 240 km de diamètre et d'environ 850 mètres de profondeur et serait situé dans une zone montagneuse haute de 2300 à 2600 mètres au-dessus du niveau de la mer. Sa position serait centrée sur 71°30'S et 140°00'E, autant dire dans une région difficilement accessible, mais par contre particulièrement intéressante puisqu'elle présente un assemblage inhabituel d'anomalies géologiques et géophysiques. C'est surtout une analyse poussée des anomalies gravimétriques très importantes dans cette région qui aurait permis a Weihaupt d'obtenir la confirmation de l'existence du cratère parent des australasites, mais également une vingtaine d'autres raisons plus ou moins convaincantes.

Plutôt moins que plus, semble-t-il, car les résultats de Weihaupt ont été très sérieusement critiqués, et aujourd'hui de nombreux géologues et géophysiciens ne veulent pas entendre parler de cratère antarctique. Ils n'aiment pas les cratères fantômes et refusent d'y croire. Pourtant seul un cratère situé dans la région de Wilkes Land peut expliquer la distribution des australasites, et il n'y a aucune raison pour que ce continent de glace soit épargné. Le diamètre retenu par Weihaupt, 240 km, paraît colossal à première vue, et il est peut-être un peu exagéré, même s'il correspond aux anomalies gravimétriques signalées plus haut. Car pour creuser un cratère d'un tel diamètre, celui de l'EGA responsable aurait dû être de l'ordre de 12 km, la masse voisine de 4,5 x 1012 tonnes et l'énergie cinétique de la collision de l'ordre de 9 x 1023 joules, si l'on s'en tient aux valeurs moyennes en ce qui concerne la densité de l'objet et la vitesse d'impact. Seuls trois NEA actuellement connus dépassent ce diamètre de 12 km (Ganymed, Eros et Don Quixote), aucun d'eux n'étant actuellement de type Apollo et susceptible donc de croiser l'orbite terrestre. Mais d'un autre côté, il ne faut pas oublier que la zone de distribution en éventail des australasites (tectites et microtectites) est de l'ordre de 10 000 x 6000 km, ce qui est considérable et montre bien l'extrême violence de l'impact.

Les adversaires de l'option antarctique pour le cratère parent sont restés quasiment sans voix jusqu'à présent, en dehors de leurs critiques. Comme il leur faut trouver un cratère de rechange, un petit cratère à la frontière du Laos a été proposé, mais il n'explique pas, loin s’en faut, la totalité de la distribution géographique des australasites, notamment des australites qui n’ont strictement rien à voir avec un impact laotien. Le fond du problème est bien là : il est impératif d’expliquer le pourquoi de la distribution de toutes les sous-familles.

Tout reste à faire pratiquement concernant le problème crucial des australasites, et il faudra bien que la communauté scientifique finisse par s’y intéresser, même si le problème est difficile. Cet événement majeur de l'histoire terrestre récente, qui s'est produit il y a seulement 700 000 ans, a eu des conséquences très importantes, et à ce titre nous aurons à en reparler.

 
 
 
 
 

Différences entre les verres volcaniques et les tectites :

 

1. extrême pauvreté en eau, < 0,02% en masse) ;
2. composition chimique plus proche des argiles gréseuses que des verres volcaniques usuels, qui ont une composition de rhyolite, trachyte, dacite… ;
3. présence de lechatélièrite, silice vitreuse qui ne se forme qu'à très haute pression et/ou très haute température, absente des verres volcaniques ;
4. présence en micro-inclusion de minéraux choqués (quartz, zircon…) et de coésite ;
5. fréquente forme d'« éclaboussure » (sphère, goutte…), qui laisse supposer qu'elles proviennent de la solidification rapide "en l'air" d'un liquide silicaté.

 

 
 
Galerie de photos
 
 
 

 
La forme de Tectites

par Pierre Thomas ENS Lyon

 

Remerciements à Monsieur Pierre Thomas du laboratoire de géologie de l'Ecole Normale Supérieure de Lyon qui m'a autorisé à utiliser cette partie de son article "Les tectites des larmes de la Terre".
http://planet-terre.ens-lyon.fr/image-de-la-semaine/Img449-2014-02-03.xml

Cette forme aurait été acquise lors de la partie "hors atmosphère" de la trajectoire. En effet, la gravité ressentie est nulle quand on parcourt une trajectoire balistique avec aucune autre force que l'attraction terrestre (pas de résistance de l'air en particulier). Si la tectite est encore liquide, elle se met alors en boule (cf. le whisky du capitaine Haddock). L'origine des sillons n'est pas parfaitement élucidée. Ils sont surtout présents sur les grosses tectites, et se seraient formés en 2 temps lors de la rentrée dans l'atmosphère : (1) un réchauffement brusque de la surface de la tectite (déjà solidifiée et refroidie) dû aux frottements atmosphériques engendre des craquelures et fissures internes, (2) érosion thermique et ablation préférentielle le long de ces craquelures par les frottements atmosphériques. Cette morphologie est fréquente chez les philippinites.

 

C'est durant leur trajectoire balistique que les tectites acquièrent leur forme, sachant que cette trajectoire commence sous forme d'un liquide (sans doute très visqueux) et se termine après sa solidification, que certaines des masses liquides éjectées sont sans doute animées d'une rotations rapide sur elles-mêmes, que la solidification peut avoir lieu n'importe où sur la trajectoire, et qu'il peut y avoir de multiples fragmentations (à l'état liquide ou solide) durant ce trajet. La complexité de ce qui peut se produire sur la trajectoire explique la variété des formes. Pendant la première phase atmosphérique, la forme est donnée par l'interférence entre les forces de cohésion visqueuse, les forces centrifuges (en cas de rotation) et l'aérodynamisme (force de frottement et résistance à l'avancement). Pendant le trajet dans la très haute atmosphère et le vide spatial, seules interviennent des forces de cohésion visqueuse (type tension superficielle) et les forces centrifuges en cas de rotation. Pendant la troisième phase, atmosphérique, si la solidification a déjà eu lieu, l'aérodynamisme intervient seul avec ses frottements, sa fusion superficielle et l'ablation dues aux frottements… Si la solidification totale n'a pas encore eu lieu, toutes les autres forces s'ajoutent à ces deux dernières.

 

Nous vous montrons ci-dessous quelques échantillons représentatifs des formes les plus courantes rencontrées avec les tectites.

Figure 1. Ensemble de 7 tectites montrant la variété des formes des tectites

 

7 tectites

Droits réservés - © 2014 Pierre Thomas - Musée des Confluences

Tectites : (1) sans forme particulière, (2) forme de sphère, (3) forme d'ellipsoïde aplati, (4) forme d'haltère (ou diabolo), (5) et (6) en forme de goutte, de poire ou de larme, (7) en forme de disque à bord renflé. Les tectites 1 et 6 sont des moldavites ; les tectites 2, 3, 4, 5 et 7 viennent du Sud-Est asiatique. Les tectites sont montrées en détail sur les figures suivantes.


Figure 2. Tectite (Sud-Est asiatique) de forme sphérique

Figure 3. Tectite (Sud-Est asiatique) de forme sphérique

Droits réservés - © 2014 Pierre Thomas
Tectite (2) de la vue d'ensemble.

Cette forme aurait été acquise lors de la partie "hors atmosphère" de la trajectoire. En effet, la gravité ressentie est nulle quand on parcourt une trajectoire balistique avec aucune autre force que l'attraction terrestre (pas de résistance de l'air en particulier). Si la tectite est encore liquide, elle se met alors en boule (cf. le whisky du capitaine Haddock). L'origine des sillons n'est pas parfaitement élucidée. Ils sont surtout présents sur les grosses tectites, et se seraient formés en 2 temps lors de la rentrée dans l'atmosphère : (1) un réchauffement brusque de la surface de la tectite (déjà solidifiée et refroidie) dû aux frottements atmosphériques engendre des craquelures et fissures internes, (2) érosion thermique et ablation préférentielle le long de ces craquelures par les frottements atmosphériques. Cette morphologie est fréquente chez les philippinites.


 

Figure 4. Vue de profil d'une tectite en forme d'ellipsoïde de révolution

Figure 5. Vue de face d'une tectite en forme d'ellipsoïde de révolution

Droits réservés - © 2014 Pierre Thomas
Tectite (3) de la vue d'ensemble.

Cette forme serait acquise par la rapide rotation sur elle-même d'une sphère encore liquide. Cette morphologie est fréquente chez les philippinites.


 

Figure 6. Tectite en forme d'haltère ou de diabolo

Figure 7. Tectite en forme de poire, de goutte, ou encore de larme

Droits réservés - © 2014 Pierre Thomas
Tectite (4) de la vue d'ensemble.

Droits réservés - © 2014 Pierre Thomas
Tectite (5) de la vue d'ensemble.

Cette forme serait due à la rotation très rapide d'un ellipsoïde encore liquide qui, plutôt que de s'aplatir, a tendance à se diviser en deux masses tendant à se séparer à cause de la force centrifuge.

Une telle forme peut avoir deux origines : (1) la rotation très rapide d'une tectite en haltère encore liquide et ayant entraîné la séparation des deux moitiés de cette haltère, (2) la forme aérodynamique usuelle d'une goutte de liquide en mouvement rapide dans l'atmosphère.


 

Figure 8. Tectite en forme de disque renflé sur le bord, vue d'une face

Figure 9. Tectite en forme de disque renflé sur le bord, vue de profil

Figure 10. Tectite en forme de disque renflé sur le bord, vue de l'autre face 

Droits réservés - © 2014 Pierre Thomas
Tectite (7) de la vue d'ensemble.

Une telle forme pourrait être due à la rotation très rapide d'une tectite ellipsoïdale à l'état de liquide très visqueux.

 


Figure 11. Trois tectites, l'une en forme d'haltère, les deux autres en forme de larme

 

Droits réservés - © 2014 Pierre Thomas

La juxtaposition de ces deux formes classiques permet de proposer que la forme de larme dérive de la scission d'une haltère, bien que la déformation d'une goutte de liquide traversant l'atmosphère à grande vitesse soit aussi possible.

 
Sources
- Pierre Thomas Les tectites des larmes de la Terre, EMS Lyon
- Michel-Alain Combes - Astrosurf.com
- Alain Carion
- Tektite.Co.UK
- Abouttectites.com
- Fallingrock.com
- Georgiaencyclopedia.org
 
 
 
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MàJ: jeudi 29 septembre 2016 11:15