Cratères, zones fracturées, fusion des roches... Les impacts d’astéroïdes peuvent engendrer, suivant leur taille, d'importants dommages à la croûte terrestre. Aujourd'hui, c'est grâce à ces modifications locales de la géologie que l'on peut retrouver la trace d'anciens impacts dont les cratères ont depuis longtemps disparu dans le paysage.

Une jeune Terre bombardée par les astéroïdes

Si désormais les grands impacts sont relativement rares, la situation était tout autre il y a plus de 4 milliards d'années. Le jeune Système solaire est en effet encore parcouru par de très nombreux astéroïdes et débris issus de la phase primordiale d'accrétion planétaire.

Des études fondées sur le comptage des cratères lunaires suggèrent que le bombardement de la Terre était alors extrêmement intense, les grands impacts étant jusqu'à 100 000 fois plus fréquents qu'aujourd'hui. Mais dans quelle mesure ce bombardement cataclysmique a-t-il pu affecter la formation, et l'évolution, de la proto-croûte terrestre ?

Après sa formation, la Terre a été intensément bombardée par des astéroïdes. © Ron Miller

Avant de répondre à cette question, il faut d'abord se rappeler que la Terre de cette époque était très différente de celle que nous connaissons aujourd'hui. Cette croûte primitive s'est en effet formée par cristallisation d'un océan de magma primordial.

Sa nature était donc très différente de la croûte que nous trouvons aujourd'hui sous nos pieds, dont la composition a été modifiée au fil du temps par les multiples événements de fusion-cristallisation qui ont accompagné la tectonique des plaques. La croûte terrestre primitive était certainement principalement de nature mafique, avec des roches riches en fer et en magnésium comme le basalte.

Une croûte intensément fracturée et perméable

Pour comprendre les conséquences d'un bombardement massif sur cette croûte, une équipe de chercheurs a réalisé des simulations numériques en faisant varier plusieurs paramètres comme l'épaisseur de la croûte basaltique, le gradient géothermique et la présence ou l'absence d'un océan d'eau liquide profond de cinq kilomètres.

Les résultats, publiés dans la revue AGU Advances, révèlent que les collisions auraient pu très fortement impacter la perméabilité de la croûte. L'intense fracturation de la croûte par les impacts hypervéloces survenus avant 4,3 milliards d'années aurait ainsi permis une circulation accrue de fluides et de gaz au sein des huit premiers kilomètres.

Chaque impact individuel aurait localement généré une activité hydrothermale 100 fois plus importante que celle observée sur le site du Yellowstone. L'effet cumulé des impacts aurait maintenu la croûte terrestre dans un état fortement perméable pendant près de 1,5 milliard d'années. Un contexte cataclysmique qui aurait, contre toute attente, été particulièrement propice à l'établissement d'une chimie prébiotique.

L'intense fracturation de la croûte par les impacts d'astéroïdes ont pu favoriser la circulation hydrothermale. Or, les scientifiques supposent que la vie aurait pu apparaître dans de tels environnements. © USGS, domaine public

Selon l'hypothèse dominante, les premières formes de vie auraient en effet émergé il y a près de 4 milliards d'années au sein d'environnements hydrothermaux, qui offrent des conditions favorables aux réactions chimiques complexes.

Alors que les impacts géants sont généralement perçus comme des agents de destruction, cette étude suggère donc au contraire qu'ils auraient pu contribuer à créer les conditions nécessaires à l'apparition de la vie en multipliant les environnements propices aux réactions prébiotiques.