Étudier les cratères d’impact pour percer les secrets du système solaire

Alors que pour les humains, les constantes pourraient être la mort et les impôts, pour les planètes, les constantes sont la gravité et les collisions.

Brandon Johnson étudie ce dernier, en utilisant des informations sur les impacts pour comprendre l’histoire et la composition des planètes, des lunes, des astéroïdes et des météorites dans tout le système solaire.

« La cratère d’impact est le processus de surface le plus omniprésent qui façonne les corps planétaires », a déclaré Johnson. « Les cratères se trouvent sur presque tous les corps solides que nous ayons jamais vus. Ils sont un moteur majeur du changement des corps planétaires. Ils conduisent l’évolution des croûtes planétaires. Toutes les planètes et les astéroïdes ont été construits à partir d’une série d’impacts. L’étude des impacts peut aidez-nous à déterminer la composition et la structure des planètes. »

En tant que professeur agrégé au Département des sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes du Collège des sciences de l’Université Purdue, Johnson a étudié presque tous les corps planétaires majeurs du système solaire. Et l’échelle de temps de ses recherches va d’impacts relativement récents à presque le début du système solaire lui-même.

La collecte d’indices sur les collisions aide Johnson à reconstruire l’environnement dans lequel les collisions ont eu lieu, offrant des informations approfondies sur comment et quand les corps se sont formés. Ses recherches aident les humains à explorer les corps planétaires du système solaire avec seulement la physique, les mathématiques et un ordinateur. Les missions spatiales et les analyses en laboratoire fournissent en permanence de nouvelles données et questions sur lesquelles travailler.

« La plupart des météorites contiennent des chondres – de petites particules préalablement fondues », a déclaré Johnson. « Essentiellement, en étudiant la formation des chondres par impacts, nous pouvons mieux comprendre ce qui se passait dans le système solaire naissant. Par exemple, sur la base d’un impact, nous avons pu déterminer que Jupiter s’était déjà formé environ 5 millions d’années après les premiers solides du système solaire, modifiant la chronologie de notre compréhension du système solaire. »

Johnson et son équipe de laboratoire intègrent des facteurs connus sur la composition et la physique des corps planétaires dans des modèles informatiques complexes, exécutant les modèles dans une gamme de conditions et comparant les résultats aux phénomènes observés. L’analyse des mouvements et des collisions peut offrir des informations sur la composition des astéroïdes et des météorites, aidant les scientifiques à comprendre comment des éléments tels que l’eau et le métal sont distribués dans un système solaire. En étudiant les cratères et les bassins d’impact sur des endroits comme Pluton, Vénus et les lunes glacées, et la mécanique d’autres processus se produisant sur Europe et des astéroïdes comme Psyché, son équipe peut mieux comprendre leurs intérieurs ; s’ils ont des noyaux en fusion et une tectonique des plaques, par exemple, ou s’ils ont des océans liquides.

Son travail ne couvre pas seulement le système solaire. Il étudie également les impacts plus près de chez lui, y compris sur la propre lune de la Terre et les impacts terrestres qui pourraient avoir affecté la façon dont la croûte terrestre, l’atmosphère et la biosphère ont évolué.

Un outil de calcul d’impact en ligne développé par feu Jay Melosh, mentor de Johnson et ancien professeur émérite de sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes, permet à quiconque d’étudier les impacts de diverses roches sur la Terre. Johnson et son équipe reconstruisent l’outil pour une nouvelle génération d’étudiants planétaires.

La recherche a été publiée dans Icare.