Des chercheurs de l'Université du Texas à Austin ont révisé un élément clé de l'histoire géologique de l'Oklahoma, avec des implications possibles sur la façon dont les scientifiques interprètent les grands événements de l'histoire de la vie sur Terre.

Sous la ville d'Ames, en Oklahoma, se trouve une structure d'impact météoritique qui s'étend sur des kilomètres sous terre. Des couches de sédiments recouvrent maintenant le cratère, mais il reste important tant sur le plan scientifique qu'économique. La structure d'impact d'Ames est également un producteur majeur de pétrole et de gaz.

Pendant des années, on a pensé que le cratère d'Ames appartenait à un groupe d'impacts météoritiques majeurs à travers l'Amérique du Nord datant d'environ 467,5 millions d'années. Cette période est connue sous le nom d'événement météoritique de l'Ordovicien. Parce que tant de structures d'impact semblent dater à peu près de la même époque, certains chercheurs ont proposé que la Terre ait pu être entourée d'un anneau de débris d'astéroïdes semblable à celui de Saturne pendant l'Ordovicien moyen.

De nouveaux travaux de chercheurs de l'UT montrent maintenant que l'impact d'Ames n'appartient pas à cet épisode. En datant des cristaux de zircon prélevés dans du granite altéré par l'impact, l'équipe a déterminé que la météorite a frappé il y a environ 370 millions d'années, pendant le Dévonien supérieur. Cela rend le cratère presque 100 millions d'années plus jeune qu'on ne le croyait auparavant.

« Peu importe la technique que nous utilisions, cela revenait à ce signal plus jeune », a déclaré l'auteure principale Elizabeth Catlos, professeure associée au Département des sciences de la Terre et des planètes de l'UT. La recherche a été publiée en juillet dans Meteoritics & Planetary Science.

Avant cette étude, l'impact d'Ames n'avait été daté qu'à l'aide de preuves biologiques. Les chercheurs avaient trouvé des dents d'un ancien animal ressemblant à une anguille appelé conodonte, préservées dans la roche. Ces fossiles provenaient d'organismes qui vivaient pendant l'ancienne période ordovicienne. Mais Catlos a dit que les dents étaient probablement déjà vieilles de millions d'années au moment où l'astéroïde a frappé. L'impact a probablement remué des matériaux plus anciens et mélangé les fossiles dans les roches tout en les préservant.

La datation au zircon fournit une chronologie très différente. Elle montre que le cratère d'Ames n'a pas pu se former pendant l'événement météoritique de l'Ordovicien. Au lieu de cela, son nouvel âge le place près de l'extinction massive du Frasnien-Famennien, qui s'est produite il y a environ 372 millions d'années et a anéanti une grande proportion de la vie marine sur Terre.

Danny Stockli, doyen de la Jackson School of Geosciences et co-auteur de l'étude, a déclaré que la datation U-Pb sur zircon offre l'un des moyens les plus précis de déterminer quand des événements se sont produits dans le passé lointain de la Terre. Les cristaux de zircon peuvent également préserver des structures microscopiques créées par les pressions intenses générées lors d'un impact.

« Ces petits cristaux nous permettent de remonter le temps et d'en apprendre davantage sur les changements majeurs des paysages anciens de la Terre », a déclaré Stockli. « Ce serait formidable de faire cela pour davantage de sites d'impact de météorites à travers le continent afin d'obtenir une chronologie plus précise de ces événements majeurs. »

Pour confirmer que les zircons avaient réellement été affectés par la frappe de la météorite, l'équipe a collaboré avec la NASA pour imager les cristaux en utilisant la cathodoluminescence et la diffraction des électrons rétrodiffusés. Lorsque le zircon subit les conditions extrêmes d'un impact, il se recristallise de manière distinctive. Ces changements peuvent être détectés avec ces techniques d'imagerie, permettant aux chercheurs de vérifier que les cristaux ont enregistré la collision elle-même.

Selon Catlos, établir des dates plus précises pour les extinctions massives et d'autres événements majeurs est essentiel pour comprendre comment la Terre a changé au fil du temps. Une question clé est de savoir si les événements d'extinction ont été déclenchés principalement par des forces spatiales, telles que les impacts de météorites, ou par des processus internes à la Terre, y compris des épisodes d'activité volcanique massive.

« Avec cette recherche, nous retirons essentiellement un pion majeur de l'événement météoritique de l'Ordovicien et le jetons dans l'événement Frasnien-Famennien, en disant : “C'est là que cet impact appartient” », a-t-elle déclaré.

Le projet a été initié par un ancien étudiant diplômé de la Jackson School of Geosciences