Une étude, dont les résultats intitulés «Rock fluidization during peak-ring formation of large impact structures» ont été publiés dans la revue Nature, a permis de dresser un tableau détaillé des minutes qui ont suivi l’impact géant de l'astéroïde, dont la chute il y a environ 66 millions d’années a mis fin au règne des dinosaures, grâce à l'analyse des roches forées en 2016 au sein du cratère de Chicxulub.

Notons tout d'abord que «les grandes structures d’impact de météorites observées dans notre système solaire possèdent des reliefs topographiques prononcés en forme d’anneaux» qui «culminent à l'intérieur des cratères à plusieurs centaines de mètres au-dessus du sol du cratère qui est plat». Ces anneaux «se sont formés à partir des roches profondes qui étaient présentes au point d’impact et qui ont été soulevées en quelques minutes lors du choc».

Comme «pour être déplacées rapidement sur des grandes distances, les roches doivent avoir été affaiblies de façon drastique» tout en ayant «conservé suffisamment de cohésion pour ensuite construire et maintenir les reliefs topographiques», la formation de ces structures topographiques «reste un mystère», en particulier, parce que «les observations directes sont extrêmement limitées» puisque «les grands anneaux topographiques des cratères extra-terrestres peuvent uniquement être étudiés par télédétection, ne fournissant que peu d’informations sur la partie enfouie de la structure».

La seule structure d’impact presque intacte sur terre, «ayant un anneau topographique central bien préservé» est le cratère de Chicxulub au Mexique, large d’environ 200km, qui est le vestige de l'impact d'un astéroïde «de la taille d’une petite ville», dont la chute il y a environ 66 millions d’années, à la fin du Crétacé, a mis «fin au règne des dinosaures» et éradiqué «76% des espèces de la planète».

Alors que «des simulations numériques ont montré que le cratère se serait formé en quelques minutes» et que «l’anneau central serait constitué de roches initialement localisées à 10 km de profondeur» qui «auraient été projetées dans les airs, formant momentanément une montagne plus haute que l’Everest, avant de s’effondrer sur elles-mêmes», l'étude ici présentée a, pour la première fois», pu «tester cette hypothèse et décrire la chaîne de mécanismes de déformation qui correspond aux différentes étapes du processus de cratérisation».

Concrètement, «les carottes de roche contenant les enregistrements de ce processus ont été extraites du cratère de Chicxulub en 2016, lors d’une mission de forage scientifique réalisée dans le cadre des programmes internationaux IODP (International Ocean Discovery Program) et ICDP (International Continental Scientific Drilling Program)».

Dans un contexte où «le cratère de Chicxulub est en partie localisé en mer sur la plateforme du Yucatan, au Mexique» et les roches formant l’anneau topographique sont «actuellement enfouies sous des centaines de mètres de sédiments et de roches», un forage de 1300 m de profondeur a été réalisé. Ainsi, ont été remontés «plus de 800 m de carottes qui renseignent sur l’impact lui-même, ses conséquences, et les modalités de retour de la vie après l’impact» («Plusieurs études préalablement publiées dans les revues Science et Nature montrent ainsi à quel point ce forage est unique et fourni un jeu d’informations sans précédent»).

L'étude ici présentée concerne «les différents mécanismes de déformation, leur chronologie relative et leur contribution dans les différentes étapes de cratérisation, y compris lors de formation de l’anneau central». Étant donné que «les carottes récupérées grâce au forage présentent différentes structures de déformations macroscopiques qui attestent d’état de contraintes très variables lors de l'impact et démontrent le comportement mécanique parfois extrême des roches», l'étude a «pu confirmer le rôle dominant du mécanisme de fluidisation acoustique faisant suite au passage de l’onde de choc et à la décompression qui ont fracturé la roche de manière irréversible», à partir de ces observations et de simulations numériques.

En résumé, «pendant quelques minutes après l’impact, la roche brisée se comporte alors comme une masse visqueuse sous l’effet de vibrations extrêmement fortes» et «ce n’est que plus tard, lorsque l’oscillation aura cessé, que la roche regagnera de la cohésion lors d’une phase de rebond central ou de la mise en place de l’anneau central qui y fait suite». En fin de compte, ces découvertes vont «aider à déchiffrer la formation des plus grands cratères d’impact partout dans notre système solaire».