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Des gouttes d’eau pour comprendre les cratères météoritiques

L’impact de gouttes d’eau sur une surface granulaire telle que du sable est un domaine de la physique encore peu étudié. Une équipe américaine vient combler ce manque en montrant que les cratères obtenus correspondent à ceux observés lors de la chute de météorites.

Cela peut paraître paradoxal, mais beaucoup de phénomènes physiques pourtant très familiers sont ignorés de la science. Prenez l’exemple des gouttes de pluie tombant sur un sol sableux. Tout le monde a pu observer ce phénomène. Pourtant, très peu d’études lui ont été consacrées. De nombreux articles scientifiques traitent bien de l’impact sur un sol granulaire d’une sphère solide, mais pas d’une sphère liquide.

C’est pour combler ce manque que Xiang Cheng et son équipe de l’université du Minnesota, à Minneapolis, ont procédé à une série d’expériences. Sous l’œil d’une caméra ultrarapide et d’un profilomètre laser, ils ont observé l’impact de gouttes d’eau, en faisant varier leur hauteur, dans différents milieux granulaires constitués de microbilles de verre. Leurs résultats viennent d'être publiés dans la revue PNAS

Les images montrent notamment qu’au moment du choc, le sol de granules se déforme d’abord comme un liquide, mais qu’au final, il reprend son statut de solide et garde une trace de l’impact sous la forme d’un cratère plus ou moins marqué.

Curieusement, les chercheurs ont pu constater que les cratères obtenus sont rigoureusement identiques à ceux produits lors d’un impact de météorite sur la Lune, par exemple.

Un choc puissant laisse un cratère bien marqué. Un impact plus léger laisse un cratère moins profond, mais plus étendu.

Cette analogie avec les traces laissées par la chute des météorites devrait trouver un intérêt en planétologie. Mais ces résultats devraient également permettre de mieux comprendre, sur Terre, l’effet de la pluie sur l’érosion des sols.

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