Chronologie absolue lunaire (à l'aide des cratères)

[Fenestella]

Bonjour,

Je suis entrain de lire l'article "Asteroid shower on the Earth-Moon system immediately before the Cryogenian period revealed by KAGUYA" et je bute sur la relation qu'ils font entre le diamètre des cratères et la fréquence cumulative (densité) des cratères.
Quel est l'intérêt d'utiliser une fréquence cumulative des cratères et pas simplement juste la fréquence?
Pourquoi sur une même unité géologique la densité de cratères est différente en fonction des diamètres des cratères étudiés?



Je comprends bien qu'au plus une surface a une densité élevée en cratères, au plus elle sera vieille (méthode de datation relative) et que grâce aux mission Apollo et Luna on a pu dater de manière absolue par radiochronologie certains cratères à l'aide des éjectas situés à proximités. Du coup, on a pu relier la densité de cratères avec l'âge. Je ne vois pas à quel moment la taille (diamètres) des cratères intervient dans ce raisonnement?

Merci d'avance,

* https://www.nature.com/articles/s41467-020-17115-6
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[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Du coup, on a pu relier la densité de cratères avec l'âge. Je ne vois pas à quel moment la taille (diamètres) des cratères intervient dans ce raisonnement?

Parce que plus un impacteur est gros, plus il est rare. Il est donc essentiel de prendre en compte la taille des crateres.


Source: Tulane University

Pour une surface etudiee qui aurait la taille de la Terre, si on trouve 5 crateres de ~1km de diametre, on en deduira que l'age est de ~50000 ans. 5 crateres de 10km donnerait un age de ~5 millions d'annees et 5 crateres de plus de 100km de diametre donnerait un age de ~500 millions d'annees.

Evidemment pour un cas naturel, il y a toutes sortes de crateres de toutes tailles avec pour chaque taille une recurrence specifique,

T-K

[Fenestella]

Merci, si je comprends bien pour calculer le plus précisément l'âge d'un cratère on a deux paramètres à prendre en compte:
- la densité de cratères à sa proximité (càd le nombre de cratères pour une superficie donnée)
- la taille des différents cratères (càd leur diamètres)

Dernière question, pourquoi utilise-t-on la fréquence cumulative et pas simplement la fréquence? Et pourquoi cette fréquence cumulative donne une isochrone?

Merci

[Tawahi-Kiwi]

Merci, si je comprends bien pour calculer le plus précisément l'âge d'un cratère on a deux paramètres à prendre en compte:
- la densité de cratères à sa proximité (càd le nombre de cratères pour une superficie donnée)
- la taille des différents cratères (càd leur diamètres)

Oui, la densite de crateres par unite de surface sur la zone resurfacee (remise a zero par un evenement geologique)
Le dernier parametre a prendre en compte est l'estimation de la frequence de craterisation (qui je suppose peut varier 1. suivant l'endroit ou l'on se trouve dans le systeme solaire (le taux de craterisation d'un objet de la ceinture de Kuiper est probablement different d'un galileen ou d'un asteroide du systeme solaire interne), 2. suivant des proprietes de l'astre en question (sa masse, la presence d'une atmosphere, etc.) 3. l'age du terrain (le grand bombardement tardif donne par exemple des valeurs differentes de frequence)) 4. peut etre d'autres parametres qui ne me viennent pas a l'esprit maintenant.

Dernière question, pourquoi utilise-t-on la fréquence cumulative et pas simplement la fréquence? Et pourquoi cette fréquence cumulative donne une isochrone?

Je ne suis pas sur de bien comprendre cette 'fréquence cumulative' alors que c'est exprimé en 1/km². Cela ressemble a une densité surfacique.
D'autres diagrammes similaires (ex: Di Sisto & Zanardo, 2016) donnent d'ailleurs un axe 'y' de nombres cumulés de crateres par unite de surface. Cumulés car cela permet sans doute de voir plus clair, surtout pour un petit nombre de crateres. (ex: un cratere de 50 km et un cratere de 20km, ce n'est pas vraiment '1' et '1' comptabilisés séparement, mais plutot '2' dans la tranche des 'plus de 10km')

Une isochrone (linéaire) car la taille des crateres vs leur frequence dans un diagramme bilogarithmique donne une relation lineaire (voir figure plus haut).
Du coup, la relation entre la "frequence cumulee (= densite de craterisation)" et diametre dans le meme genre de diagramme bilogarithmique va egalement donner une relation lineaire.

Si (les nombres sont inventes) la recurrence des evenements est de un cratere de 100m tout les 100000 ans, un cratere de 1km tout les millions d'annees, de 10km tout les 10 millions d'annees, et de 100km tout les 100 millions d'annees; alors pour un terrain vieux de 500 millions d'annees, on va avoir 5 crateres de ~100km, 50 crateres de ~10km, 500 crateres de ~1km et 5000 crateres de ~100m.

Dans un diagramme log-log en base 10, du nombre de crateres par unité de surface en fonction de leur diametre, on va obtenir une droite dont la pente est l'isochrone 500 Ma.

T-K

[A voir en vidéo sur Futura]