Astroblème de ries

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Astroblème de Ries Nördlinger Ries
Image satellite de l'astroblème de Ries.
Localisation
Astre	Terre
Coordonnées	48° 51′ N 10° 30′ E / 48.85, 10.548° 51′ N 10° 30′ E / 48.85, 10.5
Administration
Pays	Allemagne
Land	Bavière
Géologie
Âge	14,3 à 14,5 millions d'années
Type de cratère	Météoritique
Impacteur
Nature	?
Diamètre	1,5 km
Vitesse	17 à 21 km.s-1
Angle	30°
Densité	? kg.m3
Cible
Nature	tuf (800 m), granite (socle)
Densité	? kg.m3
Dimensions
Altitude	100 à 150 m
Diamètre	22 à 24 km
Profondeur	600 m
Découverte
Découvreur	Eugène Shoemaker et Edward Chao (1960)
Géolocalisation sur la carte : [[]]   Géolocalisation sur la carte : Allemagne

L'astroblème de Ries (nom allemand : Nördlinger Ries) est une dépression dans l'ouest de la Bavière, en Allemagne, située au nord du Danube, dans le district de Donau-Ries.

Le toponyme « Ries » vient du nom de la province romaine « Rætia ». Le Ries est presque circulaire et son caractère plat se distingue de manière surprenante du paysage accidenté de Franconie et de Souabe. Sur la base des roches trouvées dans le Ries, en particulier les suévites, il a d'abord été considéré comme un ancien volcan. En 1960 seulement, on a pu prouver qu'il s'agissait d'un impact de météorite vieux d'environ 15 millions d'années (Miocène). Il compte parmi les cratères météoritiques les plus importants sur la surface de la terre.

Carte topographique avec le Nördlinger Ries

Vue du Nördlinger Ries de la montagne de Blasenberg. Les collines boisées à droite forment le bord méridional du cratère.

Description

Le Nördlinger Ries est presque circulaire (environ 22 x 24 kilomètres). Le cratère n'apparaît pas clairement à cause de sa dimension et de l'érosion éolienne. Du sol, on voit le bord le cratère comme une sorte de chaîne de collines qui court autour de l'horizon et couverte de forêts. Le sol du cratère actuel se trouve à environ 100 à 150 mètres au-dessous des points culminants du Jura souabe et Jura franconien. À l'intérieur, on remarque une chaîne de collines circulaire (remblai interne, anneau interne ou anneau cristallin) qui différencie le Nördlinger Ries des autres impacts météoritiques. Dans l'anneau interne, on peut voir la Marienhöhe (« Colline de Marie ») près de Nördlingen, les rochers de Wallerstein ou le « Wennenberg » près d' Alerheim. Dans le Nördlinger Ries on trouve quelques villes et municipalités : Nördlingen, Harburg, Öttingen etc. Un affluent du Danube le traverse de ses nombreux méandres : le Wörnitz.

Origine

Théories anciennes

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 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 Ries.

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

La théorie de l'impact météoritique

En 1960, les géologues américains Eugène Shoemaker et Edward Chao ont pu enfin prouver, par l'analyse des roches, que le cratère de Ries provenait bien d'un astroblème. 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.

La météorite pouvait avoir un diamètre d'environ 1,5 km. 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 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.

Événements connexes

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 Ries. Il est possible que le même astéroïde se soit désintégré en deux parties et ait laissé deux impacts distincts.

Géologie

Le Nördlinger Ries fait partie des grands impacts météoritiques les mieux conservés sur terre. Son importance au point de vue géologique est donc considérable, tant au sujet des roches enfouies qu'éjectées. Les astronautes des missions de la Nasa Apollo 14 et Apollo 17 y ont séjourné du 10 au 14 août 1970 pour se familiariser avec le relief lunaire et la collecte d'échantillons de roches, sous la conduite de Wolf von Engelhardt, Dieter Stöffler et Günther Graup qui les ont initiés aux caractéristiques des roches d'un cratère météoritique.

Cristallographie

Bord du cratère

Une deuxième ligne circulaire de collines se trouve à l'intérieur 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.

Agglomérats multicolores

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.

Suévites

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 pressions et de températures extrêmement élevées : stishovite et coésite. Les suévites du Ries ont été formé de roches sédimentaire pendant l´impact (cf. 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.

Blocs de Reuter

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.

Moldavite

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

Sédiments marins

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 feuilles d'arbres.

Profil géologique

• 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

Peuplement

D'après les fouilles archéologiques, le peuplement du Ries remonte à 40.000 ans, au paléolithique. Sur deux sites sur le bord du cratère, près de Nördlingen, on a découvert 33 crânes humains datés d'environ 10.000 ans.

Les Romains ont établi trois « castrum » sur le Ries, à 20 km au sud du Limes. Les fouilles prouvent l'existence de populations civiles à proximité des camps. Ces populations se livraient à des activités artisanales et commerciales. La province romaine s'appelait « Raetia », mot à l'origine de l'appellation actuelle « Ries ».

En 259, les Alamans chassent les Romains. Ils sont à l'origine des populations actuelles de la Souabe.

Environnement

La Spiranthe d'automne (Spiranthes spiralis)

Le cratère proprement dit est essentiellement voué à l'agriculture, et légèrement boisé. Par contre, les bords sont couverts de grandes surfaces boisées.

Flore

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 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).

Tourisme

Le Nördlinger Ries est un centre de tourisme important. Le grand nombre de touristes japonais est particulièrement surprenant. En effet, le centre historique de la vieille ville de Nördlingen est attractif pour des touristes, de même la proximité du cratère de Ries et le musée « Rieskrater-Museum » qui y lui est dédié. Le « Stadtmuseum » de Nördlingen, le musée bavarois du chemin de fer et le musée de la vie rurale à Maihingen sont des curiosités très appréciées. Le Ries se trouve sur la route romantique près des villes de Nördlingen, Harburg et Donauwörth. L'Albstrasse Schwäbische (la route du Haut Souabe) prend fin à Nördlingen. En outre le Ries est une « (de) Naherholungsgebiet » (= « région de villégiature à proximité d'une grande ville »)

Bibliographie (essentiellement en allemand)

• (de) J. Baier: Zur Herkunft und Bedeutung der Ries-Auswurfprodukte für den Impakt-Mechanismus. - Jber. Mitt. oberrhein. geol. Ver., N. F. 91, 2009.
• (de) J. Baier: Zur Herkunft der Suevit-Grundmasse des Ries-Impakt Kraters, in Documenta Naturae, Vol. 172, München, 2008. ISBN 978-3-86544-172-0
• (de) J. Baier: Die Auswurfprodukte des Ries-Impakts, Deutschland, in Documenta Naturae, Vol. 162, München, 2007. ISBN 978-3-86544-162-1
• (en) G. Graup: Carbonate-silicate liquid immiscibility upon impact melting: Ries Crater, Germany, in Meteorit. Planet. Sci., Vol. 34, Lawrence, Kansas, 1999.
• (en) G. Graup: Terrestrial chondrules, glass spherules and accretionary lapilli from the suevite, Ries crater, Germany, in Earth Planet. Sci. Lett., Vol. 55, Amsterdam, 1981.
• (de) G. Graup: Untersuchungen zur Genese des Suevits im Nördlinger Ries, in Fortschr. Mineral., Vol. 59, Bh. 1, Stuttgart, 1981.
• (de) C. W. Gümbel: Über den Riesvulkan und über vulkanische Erscheinungen im Rieskessel, in Sitzungsberichte der math.-phys. Classe der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, München, 1870
• (de) C. Deffner: Der Buchberg bei Bopfingen, in Jahreshefte des Vereins für vaterländische Naturkunde in Württemberg, Band 26, Stuttgart, 1870
• (de) W. Branco, E. Fraas: Das vulcanische Ries bei Nördlingen in seiner Bedeutung für Fragen der allgemeinen Geologie, in Abhandlungen der königl. preuß. Akademie der Wissenschaften, Berlin, 1901
• (de) E. Werner: Das Ries in der schwäbisch-fränkischen Alb, in Blätter des Schwäbischen Albvereins, Band 16/5, Tübingen, 1904
• (de) W. Kranz: Aufpressung und Explosion oder nur Explosion im vulkanischen Ries bei Nördlingen und im Steinheimer Becken?, in Zeitschrift der deutschen geologischen Gesellschaft, Band 66, Berlin, 1914
• (de) O. Stutzer: „Meteor Crater“ (Arizona) und Nördlinger Ries, in Zeitschrift der deutschen Geologischen Gesellschaft, Band 88, Berlin, 1936
• (de) E. M. Shoemaker, E. C. T. Chao: New evidence for the impact origin of the Ries basin, Bavaria, Germany, in Journal of Geophysical research, Vol. 66, Washington, 1961
• (en) D. Stöffler, N. A. Artemieva, E. Pierazzo: Modeling the Ries-Steinheim impact event and the formation of the moldavite strewn field, in Meteoritics and Planetary Science, journal of the Meteoritical Society, Amherst MA 37.2002, S.1893-1907. (ISSN 1086-9379)
• (de) J. Kavasch: Meteoritenkrater Ries. Auer Verlag, Donauwörth, 1985. ISBN 3-403-00663-8
• (de) E. T. Chao, R. Hüttner und H. Schmidt-Kaler: Aufschlüsse im Ries-Meteoriten-Krater. Bayerisches Geologisches Landesamt, 1992. [1]
• (de) C. R. Mattmüller: Ries und Steinheimer Becken. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart, 1994. ISBN 3-432-25991-3
• (de) G. Pösges, M. Schieber: Das Rieskrater-Museum Nördlingen. Museumsführer und Empfehlungen zur Gestaltung eines Aufenthalts im Ries. Verlag Dr. Friedrich Pfeil, München, 2000. ISBN 3-931-51683-0
• (de) R. Hüttner, H. Schmidt-Kaler: Geologische Karte 1:50000 Ries mit Kurzerläuterungen auf der Rückseite. Bayerisches Geologisches Landesamt, 1999 [2]
• (de) G. Arp: Sediments of the Ries Crater Lake (Miocene, Southern Germany), in Schriftenreihe der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften, Band 45, Hannover, 2006. ISBN 3-932537-41-6 [3]
• (de) R. Krause: Vom Ipf zum Goldberg. Archäologische Wanderungen am Westrand des Rieses. Konrad Theiss Verlag, Stuttgart, 1992. ISBN 3-806-21020-9
• (de) Hans Frei, Günther Krahe: Archäologische Wanderungen im Ries. 2., durchgesehene und verbesserte Auflage. Konrad Theiss Verlag, Stuttgart 1988, ISBN 3-8062-0568-X.
• (de) F. Krippner: Vom Inferno zur Kulturlandschaft: Der prähistorische Mensch im Nördlinger Ries Verlag Steinmeier, Nördlingen, 2000. ISBN 3-927496-81-2
• (de) R. Fischer: Flora des Rieses. Verlag Rieser Kulturtage, Nördlingen 2002, ISBN 3-923-37353-8
• (en) N. Artemieva, E. Pierazzo, D. Stöffler: Numerical modeling of tektite origin in oblique impacts: Implication to Ries-Moldavites strewn field
• (en) K. Wünnemann, J. V. Morgan, H. Jödicke: Is Ries crater typical for its size? An analysis based upon old and new geophysical data and numerical modeling

Liens externes

• (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)

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