Révision géophysique de la structure d’impact de Zhamanshin au Kazakhstan

On date à moins de 1.1 Ma au moins 3 cratères d’impact terrestres de plus de 10 km de diamètre: Bosumtwi (Ghana, 1.07 Ma, 10.5 km), Pantasma (Nicaragua, 0.81 Ma, 14 km) et Zhamanshin (Kazakhstan, 0.9 Ma, 14 km). Alors que la morphologie de ‘cratères’ des 2 premiers est évidente, cela n’est pas le cas pour Zhamanshin, seulement caractérisé par une série de collines formant un ‘croissant topographique’ entourant une zone centrale plate, et s’ouvrant vers l’est. Les roches de surface ne donnent pas non plus d’indications d’occurrence d’un impact hypervéloce dans la zone. Cependant, des milliers de morceaux de verres d’impact gisent à même le sol des collines. Les forages réalisés durant la période soviétique ont aussi révélé la présence de couches bréchifiées dans le sous-sol, recouvertes de sédiments lacustres et éoliens post-impact. Il y a donc des preuves d’un impact hypervéloce dans la zone, mais la morphologie de surface, sans une bordure de cratère bien marquée (puisque géologiquement jeune), ne permet pas d’identifier clairement un diamètre de 13 à 14 km.

Une nouvelle étude géophysique mêlant cartographies magnétique et gravimétrique, avec des mesures de sismique passive, permet de lever le doute. Une anomalie gravimétrique circulaire d’environ 4 mGal d’amplitude et de 6 km de diamètre, entourant un rebond central positif d’1 mGal, est clairement visible. Une zone de faible signal magnétique est aussi identifiable au centre de Zhamanshin. Enfin, deux coupes issues de la modélisation du signal H/V sous chaque station de sismique passive traversent aussi la zone et permettent de visualiser les variations verticales et latérales de la première interface majeure dans le sous-sol. Sur chaque coupe, cette interface dessine clairement la forme d’un cratère d’impact de 5 à 6 km de diamètre, avec un uplift central large d’environ 1.5 km.

Ainsi, ces résultats permettent de réduire la taille du cratère de Zhamanshin à 6 km maximum, et d’affirmer qu’il est totalement enfoui, sauf ses éjectas ayant atteint les collines alentours. Cette étude démontre une nouvelle fois la pertinence de la géophysique de terrain comme outil majeur pour mieux caractériser les structures d’impact terrestres, notamment le diamètre du cratère. Ceci est primordial pour contraindre le flux d'impacts hypervéloces au cours des temps géologiques.