Une nouvelle étude révèle que le cratère d'impact de Chicxulub a peut-être abrité un système hydrothermal vaste et de longue durée après l'événement d'impact catastrophique lié à l'extinction des dinosaures il y a 66 millions d'années.

Le cratère d'impact de Chicxulub, environ 180 kilomètres de diamètre, est la grande structure d'impact la mieux conservée sur Terre et une cible pour l'exploration de plusieurs phénomènes liés à l'impact. En 2016, une équipe de recherche soutenue par le Programme international de découverte des océans et le Programme international de forage scientifique continental a foré dans le cratère, atteignant une profondeur de 1, 335 mètres (> 1 kilomètre) sous le fond marin d'aujourd'hui. L'équipe a récupéré des échantillons de carottes rocheuses qui peuvent être utilisés pour étudier la modification thermique et chimique de la croûte terrestre causée par l'impact. Les échantillons de carottes montrent que le cratère abritait un vaste système hydrothermal qui a modifié chimiquement et minéralogiquement plus de 100, 000 kilomètres cubes de croûte terrestre.

L'auteur principal, David Kring de l'Universities Space Research Association au Lunar and Planetary Institute (LPI), explique, "Imaginez une caldeira sous-marine de Yellowstone, mais un qui est plusieurs fois plus grand et produit par l'événement d'impact stupéfiant qui a entraîné l'extinction des dinosaures. »

L'équipe a trouvé des preuves que les rivières d'eau souterraines étaient chauffées et poussées vers le haut vers la limite entre le fond du cratère d'impact et le fond de la mer du Yucatán. L'eau chaude coulait sur les bords d'une mare d'environ 3 kilomètres d'épaisseur de magma généré par l'impact, percolé à travers la roche fracturée, et s'est élevé jusqu'au fond marin où il s'est dégagé dans la mer. Le système d'eau chaude était particulièrement intense dans une chaîne de montagnes surélevée sur le fond marin qui forme un anneau de 90 kilomètres de diamètre autour du centre du cratère. La carotte rocheuse récupérée de cet anneau de pic est recoupée par des conduits hydrothermaux fossiles bordés de minéraux multicolores, certains, assez convenablement, une couleur rouge-orange ardente. Près de deux douzaines de minéraux se sont précipités des fluides alors qu'ils traversaient la roche, remplaçant les minéraux d'origine de la roche.

L'anneau de pointe du cratère est composé de roches fracturées ressemblant à du granit qui ont été soulevées d'une profondeur d'environ 10 kilomètres par l'impact. Ces roches sont recouvertes de débris d'impact poreux et perméables. Les deux unités rocheuses sont affectées par le système hydrothermal. "L'altération par fluide chaud était la plus vigoureuse dans les débris d'impact perméables, mais des cristaux de grenat, indiquant des températures élevées, ont été trouvés à différents niveaux dans le noyau, " explique l'ancien chercheur postdoctoral LPI Martin Schmieder qui a récemment assumé un nouveau poste à l'Université de Neu-Ulm en Allemagne.

Les minéraux identifiés dans la nouvelle carotte rocheuse indiquent que le système hydrothermal était initialement très chaud avec des températures de 300 à 400 °C. Des températures aussi élevées indiquent que le système aurait mis beaucoup de temps à refroidir. L'équipe a déterminé le temps de refroidissement à l'aide d'une horloge à polarité géomagnétique. "Nos résultats indiquent que de minuscules minéraux magnétiques ont été créés dans le cratère de Chicxulub en raison de réactions chimiques produites par un système hydrothermal à longue durée de vie. Ces minéraux semblent avoir enregistré des changements dans le champ magnétique terrestre au fur et à mesure de leur formation. Leurs mémoires magnétiques suggèrent que l'activité hydrothermale dans le cratère a persisté pendant au moins 150, 000 ans, ", déclare la co-auteur Sonia Tikoo de l'Université de Stanford.

Une autre preuve de la longévité du système hydrothermal provient d'une concentration anormalement élevée de manganèse dans les sédiments du fond marin, le résultat de la ventilation du fond marin. Le co-auteur Axel Wittmann de l'Arizona State University explique :"Semblable aux dorsales médio-océaniques, l'évacuation des cratères d'impact marins génère des panaches hydrothermaux qui contiennent du manganèse dissous et s'oxydant lentement, qui, par rapport aux concentrations de fond, a produit des enrichissements jusqu'à dix fois dans les sédiments post-impact sur 2,1 millions d'années à Chicxulub.

Bien que l'expédition n'ait exploité le système hydrothermal qu'à un seul endroit, Kring dit "Les résultats suggèrent qu'il y avait une chaîne d'aérations d'eau chaude d'environ 300 kilomètres de long sur l'anneau de pointe et des évents supplémentaires dispersés sur le fond du cratère alors que la fonte par impact se refroidissait. Il est important de noter que de tels systèmes hydrothermaux peuvent avoir fourni des habitats pour la vie microbienne. » Les systèmes hydrothermaux volcaniques de Yellowstone sont riches en organismes microbiens et impliquent que les systèmes d'eau chaude générés par l'impact ont le même potentiel biologique. Kring conclut, "Notre étude de la carotte rocheuse de l'expédition à partir d'un habitat terrestre profond potentiel fournit des preuves supplémentaires de l'hypothèse de l'origine de l'impact de la vie. La vie peut avoir évolué dans un cratère d'impact."

L'étendue et la longévité du système hydrothermal de Chicxulub suggèrent que les systèmes générés par l'impact au début de l'histoire de la Terre peuvent avoir fourni des niches pour la vie. Des milliers de ces types de systèmes ont été produits au cours d'une période de bombardement par impact il y a plus de 3,8 milliards d'années. Au fur et à mesure que chaque système refroidissait, il aurait fourni un environnement riche en matériaux adaptés aux organismes thermophiles et hyperthermophiles.