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Toungouska : l’astéroïde était bien plus petit qu’on le pensait

Malgré les gros dégâts qu'il a provoqués, l'astéroïde qui a dévasté une forêt de Toungouska, en Sibérie, le 30 juin 1908 était plutôt maigrichon. Les spécialistes s'inquiètent...

Endroit de l’impact le 30 juin 1908. Endroit de l’impact le 30 juin 1908.

Toungouska : l’astéroïde était bien plus petit qu’on le pensait - 2 Photos

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« L’astéroïde qui a provoqué ce ravage considérable était bien plus petit que nous le pensions, a déclaré Mark Boslough, qui a conduit l’équipe de chercheurs. Qu’un aussi petit objet puisse provoquer ce genre de destruction suggère que les plus petits astéroïdes sont aussi à prendre sérieusement en considération. Statistiquement, cela suggère que de telles collisions ne sont pas aussi improbables que nous le pensions ».

Pour reconstituer la chute de cette météorite, les chercheurs ont fait tourner les puissants ordinateurs équipant les laboratoires de sécurité nucléaire Sandia et fait appel à une simulation logicielle de leur crû. Elle évalue les effets d’une forte explosion dans l’atmosphère en prenant en compte la quantité d’énergie en jeu, l’altitude mais aussi, ce qui est nouveau, la vitesse de la source.

Dans cette simulation, l’astéroïde se dirige vers le sol à une vitesse supérieure à celle du son. L’énergie dégagée par l’explosion prend alors la forme d’un jet à haute température qui s’allonge et vient heurter le sol sous la forme d’une boule de feu. Ainsi simulée, l’énergie totale provoque davantage de souffle et d'échauffement que lors des précédentes estimations, négligeant la vitesse.


Simulation, toute téhorique, d'un astéroïde stationnaire de 62.000 tonnes explosant avec une énergie de 5 mégatonnes à 5 km au-dessus de la surface. La vitesse n’est pas prise en compte. L’échelle est de 15 km en largeur et 8 km en hauteur. Les couleurs vives de la boule de feu indiquent la température allant de la fumée (rouge terne) à la roche vaporisée (blanc). L’arrière-plan gris indique la densité de l’air et montre une onde de souffle sphérique qui se réfléchit sur le sol. La boule de feu croît légèrement et se refroidit pendant qu’elle remonte, limitant les effets thermiques de surface. Crédit : Laboratoires Sandia

Tenir compte de paramètres multiples

Les diverses simulations effectuées montrent qu’un astéroïde en phase de rentrée est violemment compressé par l’atmosphère terrestre. Alors qu’il pénètre de plus en plus profondément, un véritable mur atmosphérique se forme en avant et provoque une explosion dirigée vers l’avant en précipitant un flux de gaz brûlants à vitesse supersonique.


Simulation intègrant le paramètre de la vitesse. Le même astéroïde traverse maintenant l’atmosphère à une vitesse d’impact typique (20 km/s). Crédit : Laboratoires Sandia

La méconnaissance de ce mécanisme avait fait attribuer la totalité de la quantité d’énergie estimée pour cette destruction à la seule énergie cinétique de l’astéroïde, amenant à en exagérer la masse réelle. Ainsi, l’explosion elle-même, qui avait été évaluée entre 10 et 20 mégatonnes de TNT, doit-elle être ramenée entre 3 à 5 mégatonnes.

Cette valeur est toute relative car selon Boslough, « la force physique de l’astéroïde dépend aussi de sa vitesse, s’il est poreux ou non poreux, s’il est constitué ou non de glace, ainsi que d’autres caractéristiques matérielles ».

La nouvelle simulation intègre aussi d’autres éléments peu ou mal connus auparavant. Par exemple, le souffle de l’explosion s’est surtout concentré sur les arêtes du relief, là où les arbres étaient le plus vulnérables. De plus, la forêt n’était pas particulièrement en bonne santé, selon les forestiers de l’endroit. Ainsi, l’étendue des ravages dus à la chute de l’astéroïde avait été artificiellement surestimée, car des facteurs écologiques et topographiques n’avaient pas été pris en compte.


Partie de forêt ravagée le 30 juin 1908. Source d’époque, auteur inconnu.

« Notre compréhension de ce qui s’est réellement passé était schématique, explique Boslough. Il n’est plus nécessaire d’élaborer des scénarios arbitrairement simplifiés, car aujourd’hui les superordinateurs nous permettent d’intégrer la totalité des paramètres et d’obtenir une simulation et 3D et haute résolution. Tout devient plus clair lorsqu’on regarde les choses avec des outils plus affinés ».

Cette recherche, financée par Sandia’s Laboratory-Directed Research and Development office, a été présentée lors de l’American Geophysical Union meeting à San Francisco le 11 décembre 2007 et publiée dans l’International Journal of Impact Engineering.


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