Astroblème du Nördlinger Ries

Les caractéristiques géologiques particulières du Ries ont intrigué les géologues pendant plusieurs siècles. Différentes tentatives d'explications ont vu le jour. La présence de suévite et de tuf volcanique ont longtemps fait privilégier la théorie du volcan. En 1805, Mathias von Flurl, fondateur de la géologie en Bavière définit ainsi le Ries comme un ancien volcan.

En 1870, Carl Wilhelm von Gümbel étudie la distribution de la suévite dans le cratère et en conclut à l'existence d'un « Ries-Vulkan » qui a toutefois complètement disparu au cours de l'histoire de la Terre, de sorte qu'il n'y a plus que les roches éjectées par lui qui sont observables.

En 1901, Wilhelm Branco et Eberhard Fraas essayent de démontrer, qu'il ne s'agissait pas d'un volcan. Une chambre magmatique souterraine aurait d'abord soulevé le sous-sol avant d'être envahie par l'eau par des évaporations explosives.

Dès 1910, un officier, Walter Kranz, démontre par des expériences de dynamitage, que le Nördlinger Ries est le résultat d'une seule explosion centrale. Mais il considérait qu'elle était le résultat d'une éruption volcanique.

À côté des théories volcaniques, on envisage aussi l'effet d'un glacier (Deffner en 1870) ou encore la tectonique des plaques en rapport avec la naissance des Alpes.

En fait, personne à l'époque ne pouvait expliquer de manière définitive toutes les particularités du Nördlinger Ries.

Mais en 1904, déjà, Ernst Werner émet l'hypothèse d'un impact météoritique comme explication probable de la naissance du Nördlinger Ries, et en 1936, Otto Stutzer met en évidence des similitudes entre Meteor Crater en Arizona et le Nördlinger Ries.

Schéma, première phase : Impact, début d'éjection.

Deuxième phase : évaporation de la météorite et des roches environnantes.

Troisième phase : éjection du cratère principal.

Quatrième phase : Croissance du cratère, blocs de roche glissant vers l'intérieur.

Phase finale.

En 1960, les géologues américains Eugene M. Shoemaker et Edward Chao ont pu enfin prouver, par l'analyse des roches, que le cratère du Nördlinger Ries provenait bien d'un astroblème[1]. En effet, les deux modifications du quartz, dues à de très fortes pressions, ne peuvent pas provenir d'une activité volcanique. En étudiant plus particulièrement la stishovite et la coésite, ils en déduisent l'origine météoritique du Ries, il y a 15 millions d'années.

L'impacteur aurait eu un diamètre d'environ 1,5 km et provenait vraisemblablement de la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter. Sa vitesse d'impact est évaluée à 20 km/s (72 000 km/h). L'explosion qui en résulte équivaut à 1,8 million de fois la bombe d'Hiroshima. 150 km³ de roches ont été éjectées du sous-sol. Des pierres ont été projetées sur une distance de 70 km. On a retrouvé des tectites (Moldavites) à 450 km de l'impact. En quelques minutes, il s'est formé un cratère d'un diamètre de 25 km et d'une profondeur d'environ 500 m. À peu près toute forme de vie dans un rayon d'au moins 100 km a disparu soudainement. Avec le temps, le cratère s'est rempli d'eau sur une surface d'environ 400 km², ce qui en faisait un des plus grands lacs européens. Sans écoulement des sels, le lac avait la salinité des mers actuelles. Pendant les deux millions d'années suivantes, le lac s'est vidé. Ce n'est qu'à l'âge glaciaire qu'il s'érode et se recouvre de lœss, ce qui fait du Ries une zone agricole particulièrement fertile.

À environ 40 km au sud-ouest du Nördlinger Ries se trouve le cratère de Steinheim, de 3,5 km de diamètre. Il daterait également d'environ 15 millions d'années et serait donc contemporain du même événement que le Nördlinger Ries. Deux possibilités envisagées seraient que l'astéroïde ayant causé le cratère principal se soit partiellement désintégré, ou alors que ce soit l'impact d'un système astéroïdal, mais une étude en 2020 a montré que Steinheim est à peu près 500 000 ans plus jeune que le Nördlinger Ries[2].

Suévite.

Bord du cratère.

Une deuxième ligne circulaire de collines se trouve à l'intérieur du cratère. La base de ces collines se compose de granit et d'autres roches magmatiques désagrégées sous forme de sable. On trouve occasionnellement des cônes de percussion qui se sont formés juste après l'impact de la météorite. L'anneau central provient du dépôt des roches après le rebond. Le sous-sol cristallin se trouve à 300 ou 400 m dessous. La même configuration se retrouve également au cratère de Steinheim.

Ces roches multicolores forment la masse d'éjection (« éjecta ») principale du Ries. Elles ont été projetées par l'évaporation explosive de la météorite, souvent à plusieurs kilomètres d'altitude (éjection balistique). Il s'agit essentiellement de roches sédimentaires du mésozoïque. Ces agglomérats, qui peuvent mesurer 100 m, se retrouvent jusqu'à une distance de 40 km autour du Ries.

Suévite surmontant les agglomérats multicolores.

Les suévites sont caractéristiques des roches issues de l'impact du Ries. Elles contiennent des verres diaplectiques et quelques minéraux qui n'apparaissent que dans des conditions de pression et de température extrêmement élevées : stishovite et coésite. Günther Graup et Johannes Baier ont pu enfin prouver que les suévites du Ries ont été formées de roches sédimentaire pendant l´impact (cf. Graup 1999, Baier 2007, 2008). Des sondages dans le Ries ont montré que le cratère contient des suévites sur 400 m de profondeur. À l'extérieur du cratère, des dépôts isolés de suévites sont visibles toujours surmontant les agglomérats multicolores. On peut donc conclure qu'ils étaient déposés après l'éjection des agglomérats multicolores et que leur lieu d'origine était probablement la nuée ardente de l'impact.

Les blocs de Reuter sont des blocs de calcaire datant du Jurassique qui ont été expulsés très rapidement du cratère et qui se sont envolés jusqu'à 70 km à la ronde, bien que certains pèsent environ 100 kg. On les trouve encore actuellement près d'Augsbourg et d'Ulm. Ils sont nommés ainsi d'après le géologue munichois Lothar Reuter qui les a étudiés et référencés.

On trouve des tectites comme la moldavite à 250 - 400 km du Ries, en Bohême et en Moravie. Ce sont des silicates fondus d'aspect vitreux, produits par une température élevée. Le lien avec le Ries a été prouvé par des expériences sur l'âge de ces tectites et sur des projectiles soumis à une forte accélération. Aujourd'hui, on croit que ces tectites se sont formées quelques millisecondes avant l'impact, quand la couche supérieure de la surface terrestre, fondue, a été projetée vers l'est à une vitesse très élevée.

Moldavite.

De nos jours, l'intérieur du cratère est presque complètement rempli avec les sédiments de l'ancien lac de Ries. Les dépôts de pierre d'argile atteignent une profondeur de 400 m et recouvrent les suévites retombées après l'impact. Des fossiles témoignent toutefois d'une vie aquatique au cours du Miocène. On a trouvé fréquemment des coquilles de petites limaces d'eau et d'huîtres. Différents sites recèlent de fossiles d'oiseaux, de reptiles, de poissons et de mammifères. La flore est représentée par des fossiles d'algues, de roseaux et de feuilles d'arbres.

Profil géologique : le profil simplifié et schématique basé sur les références énumérées ci-dessous.

• Auswurfdecke : couche extérieure (ejecta)
• Megablock-Zone : zone de gros rochers
• Innerer Ring : anneau interne
• Kraterrand : bord du cratère
• Bunte Brekzie : agglomérats multicolores
• Kristallines Grundgebirge : socle cristallin
• Suevite : suévites
• Trias : Trias
• Seesediment : sédiments lacustres
• Jura : Jurassique

Au sud et à l'ouest du cratère, des surfaces plus ou moins importantes de lande sont couvertes de bruyère et de genévrier. Elles sont classées réserves naturelles.

On trouve également, comme plantes typiques :

• le seseli annuel (Seseli annuum) ;
• l'œillet des Chartreux (Dianthus carthusianorum) ;
• la Carline acaule (Carlina acaulis) ;
• la Spiranthe d'automne (Spiranthes spiralis) (rare) ;
• le dictamme (Dictamnus albus) ;
• l'illécèbre verticillé (Illecebrum verticillatum).

Depuis le début des années 1990, le Nördlinger Ries est l'objet d'un projet d'agriculture extensive. Sur certaines parcelles sont apparues de nouvelles plantes spécifiques : l'adonis d'été (Adonis aestivalis), la Nonée brune (Nonea pulla) et le miroir de Vénus (Legousia speculum-veneris).

• (en) Jan-Michael Lange et Peter Suhr, « The Ries impact and its distal effects in sediments of Central Europe—A review », Meteoritics & Planetary Science, vol. 58, n^o 4,‎ 23 mars 2023, p. 446-462 (DOI 10.1111/maps.13964 )

• Astroblème de Rochechouart-Chassenon

• Notices d'autorité :

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  • Israël
  • Tchéquie
  • WorldCat
• (en) L'astroblème de Ries dans la base de données Earth Impact Database
• (de) (en) Musée du cratère à Nördlingen (Rieskrater-Museum)
• (de) (en) Description de la grotte Ofnethöhlen, lieu de fouilles archéologiques.

Sites généralistes

• (en) Earth Impact Database : base de données des astroblèmes terrestres
• (en) Earth Impact Effects Program : calcul des effets d'un impact météoritique (Robert Marcus, H. Jay Melosh, et Gareth Collins)
• (en) Crater : Calcul de la taille du cratère en fonction de celle de la météorite, et vice versa (H. Jay Melosh et Ross A. Beyer)
• (en) Crater Database and Scaling Tools : calcul des caractéristiques d'un impact selon celles de la météorite (Keith Holsapple)