De météore à météorite

Les effets magnétiques (II)

Si une roche de quelques dizaines de mètres de diamètre entre en collision avec la Terre, des indices semblent confirmer qu'un tel événement pourrait interagir avec le champ magnétique terrestre qui, rappelons-le est induit par les mouvements différentiels du noyau externe en fusion et le manteau de magma. 

Au moment de l'impact une météorite de quelques dizaines de mètres de diamètre, d'une énergie de 1030 ergs soit environ 10 MT produit un cataclysme à l'échelle locale. 

Selon, le Dr Edward Teller du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) contrairement à une opinion répandue, les effets directs de l'impact ne conduisent pas nécessairement à une modification des courants dans le manteau de la Terre. Car en s'enfonçant dans le manteau terrestre l'onde de choc se transforme en vibration sonore. Que l'onde se rapproche ou s'éloigne, ses effets sur le magma sont très similaires et n'induisent pratiquement aucune modification des courants. En revanche, environ un pourcent de l'énergie du dipôle magnétique est piégé dans l'atmosphère et jusqu'à deux rayons de la Terre. Ce champ magnétique peut donc déjà être altéré par l'approche d'un météoroïde de taille respectable à moins de 10000 km. 

Le champ magnétique terrestre peut-être emprisonné dans les flots de lave. Tant que la lave est liquide les dipôles magnétiques sont orientés en fonction des forces du géomagnétisme. Mais une fois solidifiée, la lave fige l'orientation du champ magnétique. 

Ainsi que nous le verrons en étudiant la Terre, nous avons des preuves montrant que le champ magnétique terrestre change d'orientation tous les quelque cent mille ans, le changement s'effectuant en quelques milliers d'années. Le Dr Teller rapporta lors d'un atelier sur la défense spatiale avoir examiné un flot de lave de l'Oregon ayant subit un tel changement en quelques jours. Si ce changement avait été induit par le noyau de la Terre il aurait dû traverser le manteau. Sa conductivité étant assez faible, le changement ne serait apparu en surface qu'au bout de dix mille ans (la progression est fonction de la racine carrée du temps). Etant donné qu'aucun phénomène terrestre ne peut conduire à des modifications géomagnétiques en l'espace d'une semaine, un changement aussi soudain n'a pu être induit que par une météorite. Selon le Dr Teller un impact de forte énergie peut modifier le champ géomagnétique en l'espace d'une heure.

L'énergie des ceintures intérieures de Van Allen pourraient temporairement être altérée par l'arrivée de météoroïdes de grande taille. Cliquer sur l'image pour l'agrandir. 

A-t-on d'autres indices pour valider cette hypothèse ? Il y a bien sûr l'événement de la Tunguska qui fut associé à des perturbations magnétiques ainsi que je l'explique dans le dossier spécial consacré à cet événement.

Plus près de nous, le fait qu'un météore ionise les atomes de l'atmosphère est connu. Les radioamateurs par exemple savent qu'en traversant l'ionosphère les traces d'ionisation laissées par les météores leur permettent d'assurer des communications longues distances dites "Meteor Scatter", parfois durant plusieurs minutes sur 28 MHz s'il s'agit d'un bolide.

On sait également que des bolides volant à des vitesses hypersoniques et explosant en altitude peuvent générer des impulsions magnétiques dans les couches D ou E de l'ionosphère (80-120 km d'altitude). Cette énergie peut se coupler à divers flots d'électrons générés par les champs électriques ambiants (cables aériens, lignes à haute tension, antennes radio, etc). 

Les aurores enfin dissipent dans l'ionosphère des dizaines de gigawatts d'énergie provenant du vent solaire et sont à l'origine des ruptures de l'ionosphère sur les bandes décamétriques et hautes-fréquences. Ces bandes radios peuvent devenir totalement silencieuses et très parasitées durant plusieurs jours. Il est par ailleurs arrivé que des villes soient coupées d'électricité ou qu'il y ait eu des dégats sur les gazoducs suite à la manifestation d'aurores particulièrement puissantes. Le plasma mériterait un dossier tellement il est omniprésent.

A consulter: 

Statut temps-réel et prévision de l'activité géomagnétique et des aurores

L'armée de l'Air américaine s'intéresse à tous les objets qui explosent dans l'atmosphère. Au 1 janv 2000 l'USAF avait recensé 132 explosions atmosphériques dont l'énergie était au moins équivalente à la bombe d'Hiroshima ! Un peu plus de 25% de ces explosions ont eu lieu au-dessus des terres, pour la plupart peu peuplées, sans autre effet que de faire la manchette des journaux locaux. Ces phénomènes sont donc courants.

Le 18 janvier 2000 un astéroïde de 200 tonnes explosa au-dessus du lac Tagesh à Atlin en Colombie Britannique. Celui-ci percuta le sol et on récupéra quelque 200 fragment représentant une masse totale d'à peine 10 kg. En 2001 l'événement fut encore plus violent. On enregistra une explosion au-dessus du Pacifique qui atteignit 10 fois Hiroshima, soit l'équivalent de 40t de TNT ! En 2002 un autre bolide explosa au-dessus de la Méditerrannée, et la série continue...

Flash, boom, bye

titrait le journal local

Le 25 Nov 1995 au petit matin un bolide explosait dans une déflagration au-dessus de la base aérienne de Peterson au Colorado. L'événement qui dura plus de 5 secondes fut enregistré par une caméra de surveillance en reflets sur les objets publics et le capot de la voiture stationnée à gauche. On discerne clairement l'évolution du bolide et trois explosions. Cliquer sur l'image pour lancer le film (fichier AVI de 2 Mb).

Actuellement seul le NORAD, la NASA et les observatoires sont informés de l'occurrence d'une tempête magnétique mais il n'existe aucun service d'alerte relatif aux météores induisant de tels effets. Et pour cause, un tel objet ne percute la Terre qu'une fois tous les cent mille ans en moyenne ! Il est cependant suffisamment puissant, énergétiquement parlant, pour affecter toute l'atmosphère, l'ioniser en grande partie et modifier l'orientation du champ magnétique terrestre, entraînant une décroissance de son intensité durant quelques milliers d'années.

Ce qui demeure plus intéressant encore c'est le fait que ces perturbations magnétiques sont peut-être à l'origine de l'explosion de vie que l'on constate après la plupart des extinctions plus ou moins massives et particulier après celle de la fin de l'ère Secondaire (limite  C/T). Je vous conseille de vous reporter aux Histoires d'impacts pour en savoir plus.

Simulations

Le phénomène de fragmentation est également à l'ordre du jour des programmes de simulations (A.P.Golub, C.Jacobs, V.M.Hazins,...). En analysant les rentrées atmosphériques et la fragmentation de plusieurs bolides qui se sont produites entre 1988 et 1995 et en comparant ces données avec celles des explosions atomiques réalisées dans la stratosphère (S.Glasstone et P.Dolan), on peut estimer avec une précision de l'ordre de 10% l'altitude à laquelle un météoroïde se fragmentera en fonction de sa vitesse initiale. 

Simulations numériques

A gauche altitude de fragmentation et intensité maximale d'un météoroïde en fonction de sa vitesse. A droite rapport entre l'énergie dissipée et l'énergie cinétique initiale d'un météoroïde. Cliquer sur les images pour les agrandir. Adapté d'un rapport de l'ORC.

De la même manière on peut obtenir une bonne estimation de la quantité d'énergie qu'il dissipe au cours de son vol atmosphérique (voir tableau ci-dessus) ou évaluer la dispersion des débris après fragmentation en faisant tomber un objet pulvérisé à quelques kilomètres d'altitude.  

Simulation d'une chute de débris

Un corps (en rouge) de faible densité (0.1g/cm3) constitué de débris et de gaz, de 50 m de rayon lancé à 5500 m d'altitude à 15 km/s prend la forme d'un long cylindre d'1.5 km de longueur en l'espace de 0.45 seconde. Les premiers projectiles arrivent au sol en 1.5 secondes. Durant leur chute les débris accuseront une forte décélération qui dissipera dans un premier temps jusqu'à 10% de leur énergie cinétique. L'onde de choc (turquoise) devançant l'ensemble des projectiles, elle arriva au sol en l'espace d'une seconde. Après réflexion l'onde se propagera sur la surface de la Terre et sera déjà à 1 km de distance quand les premiers débris toucheront le sol. Dessin de l'auteur basé sur un document du LLNL.

En transposant ces données dans des modèles tenant compte des lois de la dynamique des gaz, on peut estimer le risque pour les populations et l'effet de la propagation de l'onde de choc au sol.

Prochain chapitre

Avons-nous déjà connu pareil cataclysme ?

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