Introduction
Par un chaud matin de mai 2021, Chris Kirkland, Tim Johnson et Jonas Kaempf ont garé leurs 4×4 le long d’une piste poussiéreuse, au centre de la région du Pilbara, en Australie-Occidentale, à environ 40 kilomètres à l’ouest de Marble Bar, ancienne ville née de la ruée vers l’or. Ils se sont dispersés sur les affleurements sans autre plan que l’espoir, en convenant de se retrouver une heure plus tard. Avant la fin de cette première heure, ils se tenaient devant des roches hautes d’un mètre, en forme de hutte, dont les flancs portaient des sillons courbes, striés et ramifiés, qui s’évasaient vers le bas : des cônes de percussion (shatter cones), exactement les structures qu’ils étaient venus chercher. Les sillons s’ouvraient en éventail, vers le bas, à partir du sommet de chaque cône. Ils avaient lu des descriptions de ces objets dans les manuels, dans la littérature sur Vredefort, Sudbury et Steinheim. Aucun d’eux n’avait jamais vu de cône de percussion dans une roche vieille de 3,47 milliards d’années, et pour cause : personne n’en avait jamais vu. Les cônes s’étendaient sur plusieurs centaines de mètres le long d’un versant du dôme de North Pole, dans une mince couche sédimentaire appelée membre d’Antarctic Creek, et ils constituaient la preuve indiscutable qu’un bolide lancé à hypervitesse avait frappé une Terre toute jeune, à une époque où les continents étaient encore en formation, où l’atmosphère ne contenait pas d’oxygène libre et où la vie avait à peine dépassé le stade des tapis microbiens. C’est du moins ce qu’ils soutenaient.
Pourquoi l’âge du plus ancien cratère d’impact de la Terre compte
Un seul cratère dans le Pilbara peut sembler une affaire de clocher, mais son âge se situe au carrefour de trois des plus grandes questions des sciences de la Terre. La première est celle de la naissance des continents eux-mêmes. Le craton du Pilbara, un craton étant le noyau ancien et stable d’un continent, conserve une partie de la plus ancienne croûte de la planète, dont l’âge s’échelonne entre 3,6 et 2,8 milliards d’années environ. Un article de 2022 paru dans Nature et signé Tim Johnson, Chris Kirkland et leurs collègues soutenait, à partir des rapports isotopiques de l’oxygène dans des grains de zircon datés, que le noyau du Pilbara s’était construit en trois étapes et que la plus ancienne était compatible avec une fusion à faible profondeur déclenchée par des impacts géants. Trouvez un cratère de 3,47 milliards d’années en plein milieu de ce craton, et vous semblez avoir pris sur le fait l’édification des continents par les impacts.
La deuxième question concerne l’origine de la vie. Les plus anciens stromatolithes, des structures laminées bâties par des tapis microbiens, se trouvent à quelques kilomètres seulement du cratère contesté, dans la formation de Dresser, vieille de 3,48 milliards d’années, qui appartient au même supergroupe du Pilbara. Gordon Osinski et ses coauteurs ont soutenu dans Astrobiology en 2020 que les cratères d’impact créent précisément le genre de milieux fracturés, parcourus de fluides hydrothermaux, qui restent chauds pendant des milliers d’années et peuvent favoriser une chimie prébiotique. Un cratère de 3,5 milliards d’années abritant un système de sources chaudes archéen, à quelques mètres des plus anciennes biosignatures connues de la Terre, serait une coïncidence frappante. (Les impacts peuvent aussi engendrer des dépôts sédimentaires spectaculaires lorsqu’ils se produisent près de côtes ou dans des mers peu profondes.)
La troisième question, c’est Mars. Le Pilbara est déjà utilisé comme site analogue pour l’astrobiologie martienne, car ses roches métamorphiques de faible degré conservent le type de biosignatures que le rover Perseverance de la NASA recherche dans le cratère Jezero. Une structure d’impact confirmée au sein de cet analogue ajoute un terrain choqué, altéré par l’hydrothermalisme et semblable à celui de Mars à l’éventail de roches sur lesquelles les scientifiques peuvent s’entraîner avant le retour des échantillons. Que l’impact ait 3,5 milliards d’années ou moins de 2,7 milliards d’années, cela change le type d’analogue de Mars que fournit le Pilbara.
La thèse des 3,47 milliards d’années : Kirkland et al., mars 2025
Le 6 mars 2025, l’équipe dirigée par Kirkland et Johnson a publié ses arguments dans Nature Communications sous le titre « A Paleoarchaean impact crater in the Pilbara Craton, Western Australia ». L’argumentation repose sur trois éléments de preuve liés entre eux.
Le premier élément, ce sont les cônes de percussion eux-mêmes. Ils sont le seul trait macroscopique, c’est-à-dire visible à l’œil nu, que l’on admette universellement comme diagnostique d’un impact à hypervitesse. Ce sont des fractures coniques, striées et ramifiées, hautes en général de quelques dizaines de centimètres à plusieurs mètres, qui se forment lorsqu’une onde de choc, plus rapide que le son dans la roche, fracture le matériau en cônes emboîtés. Rien d’autre ne les produit : ni le volcanisme, ni la tectonique, ni un enfouissement lent. Gordon Osinski et Ludovic Ferrière ont passé en revue en 2016, dans Science Advances, l’ensemble des cônes de percussion connus dans le monde et en ont conclu que, dans les exemples bien conservés, le sommet de chaque cône permet de trianguler la source du choc, même si la relation est plus confuse que ne le laissent croire les schémas des manuels.
L’équipe de Curtin a décrit des cônes de percussion qui s’étendent de façon plus ou moins continue sur plusieurs centaines de mètres dans une mince unité sédimentaire, le membre d’Antarctic Creek, leurs axes s’évasant vers le bas d’une manière compatible avec une série stratigraphique en position normale. Le membre d’Antarctic Creek est une couche métasédimentaire, façon savante de dire qu’il s’agit d’une roche sédimentaire doucement cuite et comprimée, mais pas fondue, prise en sandwich entre deux unités basaltiques plus épaisses du basalte de Mount Ada.
Le deuxième élément, c’est l’encadrement chronologique. Le membre d’Antarctic Creek avait déjà un âge très bien contraint. Il contient des zircons détritiques dont les âges U–Pb sont de 3 470 ± 2 millions d’années, et il est encadré par des roches volcaniques felsiques au sommet du basalte de Mount Ada sous-jacent (3 469 ± 3 Ma) et à la base de la formation de Duffer sus-jacente (3 468 ± 2 Ma). En combinant ces chiffres, l’équipe de Curtin a attribué à la couche un âge de dépôt de 3 469,2 +1,8/−1,2 Ma, soit 3,47 Ga à deux décimales, ou « 3,5 milliards d’années » si vous écrivez un titre de presse. (Les deux valeurs figurent dans la discussion, et l’arrondi est la seule justification dont vous ayez besoin pour le chiffre rond du communiqué de presse.) Comme la couche à cônes de percussion est directement recouverte de brèches carbonatées non choquées et de basaltes en coussins non choqués, soutenait l’équipe, l’événement de choc doit s’être produit pratiquement au moment où le membre d’Antarctic Creek s’est déposé. Un événement plus ancien n’aurait rien choqué ; un événement plus récent aurait choqué les basaltes sus-jacents, et ce n’est pas le cas.
Le troisième élément est l’argument d’échelle. Le dôme de North Pole est un dôme structural elliptique d’environ 30 sur 40 km (souvent cité à la valeur haute, 40–45 km, comme dans l’article de Kirkland), ainsi nommé parce qu’il se trouve près du centre géographique du terrane d’East Pilbara, et non pour une quelconque raison liée à la neige. L’article de Curtin interprétait le dôme lui-même comme le soulèvement central d’un cratère d’impact, ce pic de rebond qui se forme en quelques secondes après un impact de grande ampleur, à la façon d’une goutte de lait qui rebondit après avoir touché une nappe de lait. Par analogie avec des cratères complexes terrestres plus jeunes, où les cônes de percussion se concentrent dans le soulèvement central, les auteurs écrivaient que, s’il s’avérait que des cônes de percussion sont présents sur toute l’étendue cartographiée du membre d’Antarctic Creek, « le diamètre de 40–45 km du dôme de North Pole implique un cratère d’un diamètre d’au moins 100 km ». C’était un énoncé conditionnel, mais la condition a été promptement supprimée lorsque l’actualité s’est emparée de l’histoire. Le communiqué de presse de Curtin s’ouvrait sur « un cratère de plus de 100 km de large » et citait Kirkland déclarant aux journalistes que les cônes de percussion étaient « une preuve directe et, franchement, indiscutable d’un ancien événement d’impact ». Le résumé de l’article de Kirkland et al. n’est pas moins catégorique : les cônes de percussion fournissent « une preuve sans équivoque d’un impact de météorite à hypervitesse », et la stratigraphie « contraint l’âge de l’impact à 3,47 Ga ».
Pour mettre les choses en perspective, l’ancien détenteur du record, la structure d’impact de Yarrabubba, en Australie-Occidentale, datée par Timmons Erickson et ses collègues en 2020 de 2 229 ± 5 millions d’années à partir d’âges U–Pb sur du zircon et de la monazite recristallisés par le choc, aurait été battu de 1,24 milliard d’années. L’article de Curtin aurait repoussé le registre reconnu des impacts terrestres jusque dans la première moitié de l’histoire de la Terre, où tous les autres indices sont circonstanciels.
La contre-thèse d’un cratère de 16 kilomètres, âgé de moins de 2,7 Ga : Brenner et al., juillet 2025
Quatre mois plus tard, le 9 juillet 2025, une autre équipe a publié dans Science Advances un article intitulé « Geology and Mars analog potential of the <2.7-billion-year-old Miralga impact structure, North Pole Dome, Pilbara Craton, Australia ». Le premier auteur était Alec Brenner, chercheur postdoctoral à Harvard dans le laboratoire de Roger Fu, qui avait étudié le Pilbara pour le paléomagnétisme plutôt que pour les impacts, le paléomagnétisme étant l’enregistrement de l’ancien champ magnétique terrestre figé dans les minéraux ferrifères à mesure qu’ils se refroidissent. Il était accompagné d’Aaron Cavosie, maître de conférences à l’université Curtin, spécialiste des minéraux choqués ; de Jasmine Palma-Gomez et de Sophie-An Kingsbury Lee, de Harvard ; de Joanna Li, du Smith College et de l’université Rice ; et de Roger Fu, de Harvard.
Selon le compte rendu de ces travaux par la Harvard Gazette, la première rencontre de l’équipe avec la structure est elle aussi due au hasard. En 2023, Brenner, alors encore doctorant dans le laboratoire de Roger Fu, roulait vers le dôme de North Pole avec Palma-Gomez et Li, le premier jour d’une campagne de terrain paléomagnétique, lorsqu’ils ont commencé à remarquer le même type de roches que celles vues par l’équipe de Curtin. Ils sont revenus en 2024 pour une cartographie en règle.
Leur différence, c’est qu’ils ont compté. Là où l’article de Curtin s’était appuyé sur deux photographies de terrain et sur une seule affirmation selon laquelle les cônes de percussion présentaient « un angle apical moyen d’environ 90° », l’équipe de Brenner a cartographié l’orientation du sommet de 180 cônes de percussion sur une zone d’environ 6,5 kilomètres de diamètre, sur le flanc nord du dôme, a enregistré chacun d’eux sous la forme d’un point et d’une direction, puis a soumis le nuage de points obtenu à une analyse statistique pour trouver le centre qui s’y ajuste le mieux. Les sommets, c’est-à-dire les extrémités pointues des cônes, convergeaient vers un unique point d’impact présumé. À l’aide de lois d’échelle publiées, qui relient le diamètre sur lequel les cônes de percussion sont typiquement préservés au diamètre initial du cratère, ils ont calculé une structure mère de 16,2 kilomètres de large. Le dôme de North Pole lui-même, large de 40–45 km, ne pouvait donc pas être le cratère. Le cratère se trouvait sur le flanc nord du dôme.
Seize kilomètres, c’est à peu près le sixième de la borne inférieure de l’équipe de Curtin. Si Brenner et ses collègues ont raison, la structure de Miralga est de très loin trop petite pour avoir entraîné la moindre des conséquences tectoniques régionales ou de formation de la croûte que l’article de Johnson et Kirkland paru en 2022 dans Nature attribuait à l’impact géant du Pilbara. Comme l’écrivent Brenner et Cavosie dans leur résumé en langage clair, « Un cratère de 16 km est bien loin de l’estimation initiale de plus de 100 km. Il est trop petit pour avoir influencé la formation des continents ou de la vie. »
Voilà pour l’argument de taille. L’argument d’âge était plus serré. L’équipe de Brenner a trouvé des cônes de percussion non seulement dans le basalte de Mount Ada, vieux de 3,47 milliards d’années, et dans le membre d’Antarctic Creek, mais aussi dans le basalte de Mount Roe, vieux de 2,77 milliards d’années, qui repose en discordance sur les roches plus anciennes et fait partie du groupe de Fortescue. Elle a aussi documenté des cônes de percussion qui recoupent une zone de faille intensément chloritisée du basalte de Mount Ada, qu’elle met en corrélation avec la zone de déformation de Miralga, un système régional de cisaillement senestre que le Geological Survey of Western Australia a daté de moins de 2,71 Ga. Comme les cônes de percussion ne peuvent se former que dans des roches qui existent au moment de l’impact, celui-ci doit être plus récent que la plus jeune roche choquée et plus récent que la structure régionale la plus récente sur laquelle il se superpose. Cela place l’âge maximal strict à moins de 2,7 Ga : 800 millions d’années de moins que l’estimation de Curtin.
L’équipe de Brenner a étayé l’argument structural par le premier minéral choqué jamais signalé sur le site. Grâce à la spectroscopie Raman, à une résolution spatiale d’environ 1,3 micromètre, sur une lame épaisse polie, elle a identifié du TiO2-II, connu des minéralogistes sous le nom de srilankite, dans un échantillon de cône de percussion provenant de la partie centrale de la structure. Le TiO2-II est un polymorphe de haute pression du dioxyde de titane qui, à la manière du graphite que l’on force à devenir diamant, ne se forme que lorsque de l’anatase ou du rutile ordinaires sont comprimés fort et vite. Des travaux récents de Campanale et de ses collègues, publiés dans Meteoritics & Planetary Science en 2024, situent la pression de formation à environ 12 à 15 gigapascals, bien au-dessus de toute pression qu’un enfouissement tectonique ordinaire peut produire. La découverte de la srilankite à Miralga a confirmé le choc sans en préciser l’âge ; l’équipe de Brenner l’a explicitement présentée comme le premier minéral choqué signalé sur le site. (De telles signatures minérales de haute pression peuvent aussi être préservées sous forme de verre.)
Enfin, l’article de Brenner a changé le nom de la structure. Après avoir consulté R. Monaghan, de la Nyamal Aboriginal Corporation, au sujet du toponyme en langue nyamal désignant la région, les auteurs ont rebaptisé provisoirement la structure Miralga, d’après le nom nyamal du territoire et de son peuple, et les ont reconnus comme les premiers peuples et les propriétaires traditionnels de la région.
Comment les géologues datent les cratères d’impact
Le débat sur Miralga est, au fond, un débat de méthode. Les deux équipes s’accordent sur l’essentiel : il y a eu un impact, il a eu lieu dans le Pilbara et il a laissé des cônes de percussion. Elles divergent sur les outils de datation, et ce désaccord est l’occasion de voir comment on établit réellement la chronologie des cratères d’impact.
Relations de recoupement
La plus ancienne règle de la géologie de terrain est simple. Si l’élément A recoupe l’élément B, alors A est plus récent que B. Un dyke de granite qui tranche un banc de grès doit être plus récent que ce banc. C’est le principe des relations de recoupement, codifié par James Hutton à la fin du XVIIIe siècle et qui reste l’outil de base de la géologie structurale.
Les deux articles sur le Pilbara s’appuient sur des relations de recoupement, et ils aboutissent à des réponses opposées parce qu’ils observent des relations de recoupement différentes dans des parties différentes de la zone d’étude. Kirkland et ses collègues ont examiné la stratigraphie située directement au-dessus des cônes de percussion : des brèches carbonatées non choquées, des basaltes en coussins non choqués à la base de la partie supérieure du basalte de Mount Ada. Si ces roches sus-jacentes datent de 3,47 Ga et ne sont pas choquées, l’impact est plus ancien qu’elles, mais de très peu, et il date donc de 3,47 Ga. Brenner et ses collègues ont examiné la stratigraphie située sous les cônes de percussion, puis la région au sens large. Ils ont trouvé des cônes de percussion dans le basalte de Mount Roe, vieux de 2,77 Ga, une roche qui n’existait pas encore à 3,47 Ga. Ils ont trouvé des cônes de percussion qui se superposent à des failles qui recoupent elles-mêmes des roches de 2,71 Ga. L’impact doit donc être plus récent que 2,71 Ga.
Soit les cônes de percussion du basalte de Mount Roe sont correctement identifiés, auquel cas l’observation de l’équipe de Kirkland, « pas de cônes de percussion dans les basaltes sus-jacents », est erronée, puisque les roches sus-jacentes du groupe de Fortescue en contiennent quelques-uns ; soit ces deux localités situées plus au sud, comme le soutient Kirkland dans sa réponse, se trouvent en réalité dans des roches plus anciennes, à tort corrélées avec le basalte de Mount Roe. Pour savoir sur quel contact repose chaque cône de percussion, le seul moyen de trancher est le terrain.
Les minéraux choqués comme jauges de pression
Les cônes de percussion vous indiquent qu’il s’est passé quelque chose, mais ils ne vous disent pas avec quelle violence le choc a frappé. Pour contraindre la pression, il faut passer à la micro-échelle.
L’indicateur classique, ce sont les figures de déformation planaires (planar deformation features) du quartz, connues dans la littérature sous le sigle PDF. Bevan French et Christian Koeberl, dans leur synthèse de référence de 2010 parue dans Earth-Science Reviews, ont exposé les critères permettant d’admettre l’origine par impact d’une roche donnée. Les PDF sont des ensembles de lamelles parallèles, planes, d’épaisseur micrométrique, qui traversent des grains de quartz individuels selon des orientations cristallographiques précises. Elles se forment sous une pression de choc comprise entre 7 et 35 GPa environ. Une déformation plus lente produit à la place des structures ondulées ou courbes. Les PDF du quartz, correctement identifiées grâce à leur orientation optique, sont universellement admises comme diagnostiques d’un impact.
À des pressions plus élevées, on voit apparaître des polymorphes minéraux de haute pression : la même formule chimique que le minéral d’origine, mais une structure cristalline plus dense, qui ne peut se former qu’à des pressions de l’ordre de celles d’un impact. La reidite, le polymorphe de haute pression du zircon, se forme au-dessus d’environ 20 GPa. La stishovite, le polymorphe de haute pression de la silice, se forme au-dessus d’environ 8 GPa. La srilankite, ou TiO2-II, le polymorphe découvert par l’équipe de Brenner à Miralga, se forme au-dessus d’environ 12 GPa.
Comme chacun a une pression de formation connue, en trouver un dans une roche vous indique la violence du choc, ce qui contraint la taille et l’énergie de l’impact. Ces polymorphes sont en outre stables, chimiquement et structurellement, à l’échelle des temps géologiques tant que la roche hôte n’est pas refondue par la suite, si bien qu’ils survivent longtemps après que le cratère lui-même a été érodé. À Yarrabubba, où le cratère d’origine a été entièrement érodé et où il ne reste que le socle granitique, le zircon et la monazite recristallisés par le choc dans ce socle sont la seule raison pour laquelle nous savons qu’il y a jamais eu un cratère à cet endroit. (Le même type d’argument, opposant minéraux de choc et signatures volcaniques, s’est joué dans des contextes bien plus récents, notamment dans le long débat sur les déclencheurs des extinctions.)
Datation U–Pb des roches de fusion d’impact
Les âges d’impact les plus solides sur Terre proviennent de la datation U–Pb des roches de fusion d’impact. Le principe est simple. L’uranium se désintègre en plomb à une vitesse connue et constante, et le zircon et la monazite, deux minéraux qui incorporent facilement l’uranium et le verrouillent, enregistrent le temps écoulé depuis leur dernière cristallisation. Lorsqu’un impact à hypervitesse fait fondre en partie ou en totalité la roche cible, les températures élevées remettent à zéro l’horloge U–Pb de tous les zircons chauffés au-delà de leur température de fermeture. Du zircon neuf cristallise à partir du liquide de fusion d’impact qui se refroidit. Datez ce zircon, et vous avez daté l’impact lui-même.
C’est exactement ainsi que l’âge de Yarrabubba a été établi. Erickson et ses collègues ont trouvé de la monazite recristallisée par le choc qui a donné 2 229 ± 5 Ma, contemporaine du zircon remis à zéro par le choc dans la même impactite, et la précision est suffisante pour que l’âge de Yarrabubba serve désormais d’ancrage aux discussions sur la contribution éventuelle de cet impact à la fin des glaciations paléoprotérozoïques de la Terre boule de neige.
Le problème, à Miralga, est qu’aucune roche de fusion d’impact n’a encore été trouvée. L’équipe de Kirkland s’est entièrement appuyée sur l’encadrement stratigraphique : les âges U–Pb qu’elle cite, 3 469 ± 3 Ma et 3 468 ± 2 Ma, sont ceux des roches situées au-dessus et au-dessous de la couche à cônes de percussion, et non celui de l’impact lui-même. L’équipe de Brenner n’a pas non plus pu dater directement l’impact. Comme l’ont écrit Brenner et Cavosie, « nous ne savons pas précisément quel âge a le cratère. Nous pouvons seulement affirmer que l’impact a eu lieu il y a entre 2,7 milliards et 400 millions d’années. Nous travaillons à dater l’impact par des méthodes isotopiques, mais ces résultats ne sont pas encore disponibles. » Cette fenêtre de 2,3 milliards d’années est un plafond, pas une date.
Pourquoi les deux équipes sont parvenues à des conclusions opposées
Derrière les méthodes se tiennent deux argumentaires sur ce qu’est le Pilbara.
Depuis près de dix ans, Tim Johnson et Chris Kirkland élaborent la thèse selon laquelle des impacts géants ont façonné la toute première croûte continentale de la Terre. Leur article de 2022 dans Nature, cosigné par Yongjun Lu, R. Hugh Smithies, Michael Brown et Michael Hartnady, s’appuyait sur les rapports isotopiques de l’oxygène dans des zircons datés, prélevés dans l’ensemble du Pilbara, pour soutenir que le craton s’était construit en trois étapes, dont la plus ancienne (3,6 à 3,4 Ga) enregistrait la fusion à faible profondeur d’une croûte basaltique altérée par des fluides hydrothermaux, le genre de fusion que les impacts géants facilitent. Un cratère de 3,47 milliards d’années et de plus de 100 kilomètres, au centre de ce craton, était donc pour eux la preuve physique manquante d’un processus qu’ils avaient prédit sur des bases chimiques. Johnson avait déclaré aux journalistes, à l’époque, que la découverte « pourrait même avoir contribué à la formation des cratons, ces vastes masses terrestres stables qui sont devenues le socle des continents ».
Le contre-argument de l’équipe de Brenner est en partie géologique, en partie philosophique. Le Pilbara était déjà vieux lorsque l’impacteur de Miralga est arrivé. Le basalte de Mount Roe repose en discordance sur le craton paléoarchéen déformé, ce qui signifie qu’une longue lacune d’érosion les sépare, et la zone de déformation de Miralga, le cisaillement senestre régional postérieur à l’un comme à l’autre, est plus récente que 2,71 Ga. Quelle que soit la roche que vous privilégiez, l’impact est survenu alors que le noyau continental était déjà en place. Comme le disent Brenner et Cavosie, le cratère de 16 kilomètres « est trop petit pour avoir influencé la formation des continents ou de la vie. À l’époque de l’impact, le Pilbara était déjà assez vieux. » Le débat porte sur la question de savoir si l’hypothèse d’un craton édifié par les impacts dispose encore de son élément de preuve le plus solide.
Le désaccord est resté courtois, mais incisif. L’article de Brenner n’y va pas par quatre chemins : il affirme, à propos de l’équipe de Kirkland, que « les estimations d’âge et de taille sont inexactes ». Aaron Cavosie, qui fait partie du corps enseignant de Curtin comme Kirkland et Johnson, a présenté une version plus tranchante encore de l’argumentation lors de la réunion de 2025 de la Meteoritical Society, dans un résumé de cinq pages intitulé « REALITY CHECK ON THE PILBARA IMPACT AT NORTH POLE DOME: IT FORMED <2.7 GA (NOT AT 3.5 GA) AND IS 16 KM IN DIAMETER (NOT ≥100 KM) ». Ce résumé relevait que l’article initial de Kirkland ne présentait « aucune mesure tabulée des cônes de percussion, ni aucune carte montrant l’emplacement, l’orientation ou la distribution des cônes de percussion » : une lacune méthodologique que la nouvelle cartographie visait à combler.
Le débat sur le cratère du Pilbara en 2026
Le 9 janvier 2026, Chris Kirkland et ses coauteurs de Curtin ont publié sur Science Advances une lettre en ligne (eLetter) officielle en réponse à Brenner et al. C’est la seule réponse à ce jour sur la page d’eLetters de l’article, et elle est détaillée.
Kirkland ouvre sur un ton mesuré : « Tout en nous réjouissant que l’étude de cette structure importante se poursuive, leur travail présente plusieurs déformations des faits et des limites potentielles qui appellent des précisions. » La réponse se déploie ensuite selon quatre axes. Premièrement, sur la taille du cratère : Kirkland écrit que l’affirmation de l’équipe de Brenner selon laquelle l’article initial disait que l’impact avait « produit un cratère de ≥100 kilomètres (km) » est « une grave déformation », parce que le texte initial était explicitement conditionnel, « si des travaux futurs confirment », et que « toute affirmation selon laquelle une telle omission aurait été motivée par un souci de concision met la crédulité à rude épreuve ». Deuxièmement, sur la répartition radiale des cônes de percussion : Kirkland soutient que les localités cartographiées dessinent une zone très irrégulière, avec un « indice de circularité de 1,02, où 0 correspond à un cercle et où >1 indique un fort écart par rapport à la symétrie circulaire », ce qui sape le calcul du meilleur ajustement à 16 kilomètres. Troisièmement, sur la géométrie du basalte de Mount Roe : Kirkland souligne que le basalte de Mount Roe est en général subhorizontal et remplit la topographie érodée des roches paléoarchéennes sous-jacentes ; si les deux localités méridionales à cônes de percussion se trouvaient réellement au sein d’un soulèvement central de Miralga, ces roches devraient aujourd’hui être fortement inclinées, ce qu’elles ne sont pas. « Même si ce n’est peut-être pas impossible, cela semble peu plausible. » Quatrièmement, sur l’article de Johnson et al. de 2022 : Kirkland qualifie de « nouvelle déformation » l’affirmation de l’équipe de Brenner selon laquelle l’origine du craton du Pilbara par des impacts géants « est invalidée par les nouvelles contraintes d’âge et de taille ».
Ce que la réponse de Kirkland ne fait pas, c’est céder du terrain sur l’affirmation centrale concernant l’âge. Elle ne conteste pas non plus l’identification de la srilankite, et elle concède que, si les deux localités à cônes de percussion les plus méridionales pouvaient être « démontrées de façon définitive comme appartenant au basalte de Mount Roe plus jeune (2,77 Ga) », ce serait « une découverte importante ». Le débat se joue désormais sur un petit nombre de contacts de terrain : quelle roche est laquelle, de quel côté de quelle faille, et avec quelle relation stratigraphique avec quelle unité sus-jacente. C’est exactement le genre de querelle qu’une campagne de terrain minutieuse, avec des loupes, des récepteurs GPS et des cartes au 1:25 000, peut trancher, et les deux groupes ont fait savoir qu’ils comptaient mener d’autres travaux de terrain.
Entre-temps, l’équipe de Brenner travaille à la datation isotopique de l’impact lui-même. Le plafond de 2,7 milliards d’années qu’elle a publié est un âge maximal ; l’âge réel pourrait être n’importe quelle valeur, de juste en dessous de 2,7 Ga jusqu’à quelques centaines de millions d’années. Si elle réussit à trouver un zircon ou une monazite remis à zéro par l’impact, le même type de minéral accessoire recristallisé par le choc qui a fixé l’âge de Yarrabubba à 2 229 ± 5 Ma, la fenêtre d’âge de Miralga passera de 2,3 milliards d’années de large à quelque chose de beaucoup, beaucoup plus étroit. Si elle échoue, la fenêtre restera ouverte, et l’équipe de Kirkland continuera de faire remarquer que « plus récent que 2,7 Ga » n’est techniquement compatible avec « plus récent que 3,47 Ga » que si les cônes de percussion du basalte de Mount Roe sont confirmés.
Le basalte de Mount Roe : l’unité rocheuse qui décide de l’âge
Que deux articles divergent de 800 millions d’années sur un même cratère n’a rien d’ordinaire. Le désaccord se ramène à une seule unité rocheuse.
Le basalte de Mount Roe est la formation la plus basse du groupe de Fortescue, une épaisse pile de roches volcaniques et sédimentaires déposée sur le craton du Pilbara à partir d’environ 2,77 milliards d’années. Il repose en discordance sur les roches paléoarchéennes plus anciennes, dont le basalte de Mount Ada et le membre d’Antarctic Creek, avec une coupure érosive nette entre elles. Presque partout, le basalte de Mount Roe est faiblement incliné ou pratiquement subhorizontal. Il est conservé sous forme de reliques d’érosion dispersées, des lambeaux de recouvrement isolés, plutôt que sous forme de nappe continue, parce que la majeure partie en a été arrachée par 2,7 milliards d’années d’altération.
Pour Kirkland et ses collègues, l’absence de cônes de percussion dans les basaltes situés directement au-dessus du membre d’Antarctic Creek est la contrainte clé. Ils indiquent n’avoir trouvé « aucun cône de percussion ni dans les basaltes en coussins ni dans les brèches carbonatées/dykes » qui recouvrent la couche choquée. Ces basaltes sus-jacents, ils les identifient comme le basalte de Mount Ada supérieur, la même unité de 3,47 milliards d’années, simplement plus haut dans la série stratigraphique. Si les roches sus-jacentes non choquées datent de 3,47 Ga, l’impact date forcément de 3,47 Ga.
Pour Brenner et ses collègues, deux des localités à cônes de percussion se situent non pas dans le basalte de Mount Ada supérieur, mais dans le basalte de Mount Roe, bien plus jeune, et d’autres cônes de percussion se superposent à un système de failles régional plus récent que 2,71 Ga. S’ils ont raison, il existe donc bel et bien des basaltes choqués au-dessus du membre d’Antarctic Creek, sauf que Kirkland les a cartographiés comme basalte de Mount Ada supérieur au lieu de basalte de Mount Roe. Toute l’argumentation sur l’âge repose sur l’identification de ces roches.
Les deux basaltes se ressemblent à l’échantillon de main et ont tous deux été altérés jusqu’au faciès schistes verts inférieur, ce qui brouille leurs textures. Pour les distinguer, il faut de la géochimie, de l’imagerie hyperspectrale, une cartographie minutieuse des contacts et, idéalement, une datation U–Pb de tout niveau interstratifié contenant du zircon. Le Geological Survey of Western Australia a passé des décennies à produire les cartes dont se servent les deux équipes, librement accessibles via le portail de données ouvertes du GSWA sous licence CC-BY 4.0. Ces cartes seront affinées par les deux groupes lors des prochaines campagnes de terrain, et le contact entre le sous-groupe de Coongan et le groupe de Fortescue, là où il traverse le flanc sud du cratère supposé, sera la ligne la plus importante de tout le Pilbara lors de l’Australian Earth Sciences Convention de l’année prochaine.
Les autres plus anciens cratères d’impact de la Terre : Vredefort, Sudbury et Yarrabubba
L’importance de Miralga dépend en partie de la façon dont elle se compare aux seules autres structures d’impact très anciennes que nous connaissions.
Vredefort, en Afrique du Sud, s’est formé il y a environ 2,023 milliards d’années. Allen, Nakajima et leurs collègues, dans un article de 2022 paru dans le Journal of Geophysical Research: Planets, ont utilisé de nouvelles données géologiques et la modélisation des impacts pour estimer le diamètre initial du cratère à 250–280 kilomètres, ce qui fait de Vredefort la plus grande structure d’impact vérifiée de la Terre. Ce qui subsiste aujourd’hui, c’est le soulèvement central, le dôme de Vredefort, d’environ 90 kilomètres de diamètre, et un anneau partiel de strates redressées visible depuis l’orbite. Quelque 8–11 kilomètres de roches sus-jacentes, y compris la nappe de fusion d’impact d’origine, ont été arrachés par l’érosion (les chiffres proviennent de Gibson et al. 1998 et sont repris dans la synthèse d’Allen et al. 2022), mettant à nu des niveaux de la croûte qui seraient normalement inaccessibles. Vredefort possède des cônes de percussion, du quartz choqué, de la reidite issue de zircon choqué et des veines de pseudotachylite : toute la panoplie diagnostique. C’est une référence utile pour savoir à quoi ressemble une structure d’impact vraiment grande, vraiment ancienne et profondément érodée.
Sudbury, en Ontario, s’est formé il y a 1 849,5 millions d’années, un âge établi par la datation U–Pb de zircon cristallisé dans le liquide de fusion d’impact et publié dans un article de 2008 paru dans Geology. Le cratère d’origine est estimé à environ 250 kilomètres de large, et la nappe de fusion d’impact qu’il a produite abrite le complexe magmatique de Sudbury, un district minier qui, selon la référence Crater Explorer compilée par Charles O’Dale, « a produit plus de 100 milliards de dollars de métaux en plus d’un siècle d’exploitation ».
Yarrabubba, en Australie-Occidentale, s’est formé il y a 2 229 ± 5 millions d’années dans un monzogranite de 3,45 milliards d’années. Aucun rebord de cratère n’a survécu ; les seuls indices sont du quartz choqué, des cônes de percussion dans le granite, et les zircons et monazites recristallisés par le choc qui ont donné l’âge précis. Erickson et al. 2020 donnent à la structure un diamètre d’environ 70 km, déduit d’une anomalie aéromagnétique d’environ 20 km interprétée comme le soulèvement central érodé.
Si l’équipe de Brenner a raison, Miralga est un cratère de 16 kilomètres, d’âge non contraint mais plus récent que 2,7 Ga, utile pour les études de métamorphisme de choc et comme analogue de Mars, mais sans portée stratigraphique plus large. Le scénario de Kirkland a de plus lourdes conséquences : un cratère de 40 à plus de 100 kilomètres de large à 3,47 Ga, survenu assez tôt pour pouvoir raisonnablement influencer le magmatisme du Pilbara, la formation de la croûte et peut-être les habitats microbiens.
Ce que de nouveaux travaux de terrain pourraient trancher
Trois questions pourraient raisonnablement trouver réponse au cours de la prochaine année de travaux, et répondre à n’importe laquelle d’entre elles ferait pencher le débat de façon décisive.
La question la plus importante est de savoir si les deux localités méridionales à cônes de percussion se trouvent réellement dans le basalte de Mount Roe. C’est un problème de cartographie, que l’on peut résoudre par un traçage détaillé des contacts, par la géochimie des roches hôtes et, idéalement, par une datation U–Pb de tout niveau interstratifié à zircon situé dans le basalte suspect ou juste en dessous. Si elles sont confirmées comme appartenant au basalte de Mount Roe, l’encadrement stratigraphique de Kirkland s’effondre purement et simplement, et le plafond de Brenner, plus récent que 2,7 Ga, tient.
Une deuxième question ouverte est de savoir si l’équipe de Brenner peut trouver, dans un échantillon choqué, un zircon ou une monazite remis à zéro par l’impact, et le dater. Un chiffre précis, même assorti d’une incertitude d’un million d’années, ramènerait à un point la fenêtre actuelle de 2,3 milliards d’années. S’il tombe, disons, à 2,5 Ga ou à 1,8 Ga, la structure de Miralga devient une entrée de plus dans le registre des impacts protérozoïques. S’il tombe à 3,47 Ga, l’équipe de Kirkland est réhabilitée par la méthode la plus exigeante.
Reste enfin la question de savoir si les cônes de percussion sont réellement présents sur toute l’étendue de 40–45 kilomètres du membre d’Antarctic Creek, comme l’article de Kirkland le proposait sous condition. La cartographie de Brenner, limitée à une zone de 6,5 kilomètres sur le flanc nord, ne les a pas vus partout. Un levé systématique de l’ensemble de l’affleurement du membre d’Antarctic Creek ferait soit apparaître des cônes de percussion sur tout le dôme, ce qui étayerait l’interprétation d’un cratère de la classe des 100 kilomètres, soit n’en ferait pas apparaître, auquel cas la structure de Miralga, plus petite et excentrée, est celle qui convient le mieux.
Résoudre ce différend exige du travail de terrain plutôt que de nouveaux instruments : arpenter des transects par plus de 40 °C, marteler des roches, relever des points GPS et se disputer en personne pour savoir de quel côté de quel contact se trouve tel cône de percussion.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que la structure d’impact de Miralga ?
Miralga est une structure d’impact de météorite située sur le flanc nord du dôme de North Pole, dans le craton du Pilbara, en Australie-Occidentale, à environ 40 km à l’ouest de Marble Bar. On la reconnaît à la présence de cônes de percussion, des fractures coniques, striées et ramifiées formées par une onde de choc à hypervitesse, et à celle de TiO2 choqué (srilankite), identifié par spectroscopie Raman. Elle est passée de l’appellation informelle « cratère du dôme de North Pole » à celle de Miralga en 2025, après consultation du peuple nyamal, propriétaire traditionnel de la région. Son âge et son diamètre d’origine font l’objet d’un différend scientifique en cours.
Qu’est-ce que le craton du Pilbara ?
Le craton du Pilbara est l’un des deux noyaux stables et anciens du continent australien (l’autre étant le craton du Yilgarn). Il occupe environ 60 000 km² dans le nord-ouest de l’Australie-Occidentale et conserve une croûte formée il y a environ 3,6 à 2,8 milliards d’années. Le terrane d’East Pilbara, où se trouve la structure de Miralga, en est la partie la plus ancienne : un fragment de croûte paléoarchéenne d’environ 200 km de large, composé de dômes granitiques séparés par des ceintures de roches volcaniques basaltiques et ultramafiques fortement inclinées. On y trouve certains des plus anciens stromatolithes de la planète, ses plus anciens bassins sédimentaires conservés et (selon l’article que vous lisez) sa plus ancienne structure d’impact.
Quel âge a le plus ancien cratère d’impact de la Terre ?
La réponse dépend de l’article auquel vous vous fiez. Kirkland et al. (2025) soutiennent que la structure de Miralga a 3,47 milliards d’années, ce qui en ferait la plus ancienne de la Terre, avec 1,24 milliard d’années d’avance. Brenner et al. (2025) soutiennent que la même structure a moins de 2,7 milliards d’années, ce qui ferait de Yarrabubba, en Australie-Occidentale (2,229 milliards d’années, datée par la méthode U–Pb sur du zircon et de la monazite recristallisés par le choc en 2020), la plus ancienne structure d’impact datée avec précision. À la mi-2026, aucune roche de fusion d’impact de Miralga n’a été directement datée, si bien que la question reste véritablement ouverte.
Que sont les cônes de percussion et pourquoi prouvent-ils un impact de météorite ?
Les cônes de percussion sont des fractures de la roche en forme de cônes, striées et ramifiées, dont la taille va de quelques centimètres à plusieurs mètres de haut. Ils ne se forment que lors du passage bref et intense d’une onde de choc plus rapide que le son dans la roche, comme en produit un impact de météorite à hypervitesse. Aucun processus volcanique, tectonique ou géologique lent ne les engendre. Ils sont le seul trait macroscopique que les spécialistes des cratères d’impact admettent universellement comme diagnostique d’un impact à hypervitesse, ce qui explique que la découverte de cônes de percussion bien conservés dans le Pilbara ait été aussitôt reconnue comme la preuve d’un cratère ancien.
Pourquoi deux équipes se sont-elles opposées au sujet du cratère du Pilbara ?
Les deux équipes ont examiné des relations stratigraphiques différentes. L’équipe de Curtin (Kirkland, Johnson, Kaempf et al., mars 2025) a trouvé des cônes de percussion dans une couche sédimentaire de 3,47 milliards d’années recouverte de basaltes non choqués, et en a conclu que l’impact datait de 3,47 Ga. L’équipe dirigée par Harvard (Brenner, Cavosie et al., juillet 2025) a cartographié 180 cônes de percussion sur une zone de 6,5 km, en a trouvé certains dans le basalte de Mount Roe, bien plus jeune (2,77 milliards d’années), et d’autres se superposant à des failles régionales de 2,71 Ga, et en a conclu que l’impact était plus récent que 2,7 Ga. Elle a aussi calculé un diamètre de cratère d’environ 16 km à partir de la disposition radiale des cônes, bien inférieur aux ≥100 km que l’équipe de Curtin avait suggérés comme possibilité conditionnelle.
