Les travaux de recherche sur ce formidable site d’étude se poursuivent et de nouveaux résultats contribuent au rayonnement des sciences planétaires africaines.
Le centre du Ghana abrite un paysage aussi spectaculaire que mystérieux : un lac presque parfaitement circulaire de plus de dix kilomètres de diamètre, entouré de collines formant un anneau quasi continu. Pour les habitants de la région, le lac Bosumtwi occupe une place importante dans les traditions locales. Pour les scientifiques, il constitue surtout l’un des plus remarquables cratères d’impact météoritique de la planète.
Il y a environ 1,07 million d’années, un astéroïde de plusieurs centaines de mètres de diamètre a frappé la surface de la Terre à une vitesse de plusieurs dizaines de kilomètres par seconde. L’énergie libérée fut considérable, équivalente à plusieurs milliers de bombes nucléaires. En quelques secondes seulement, l’impact a excavé un cratère de 10,5 kilomètres de diamètre, projeté des millions de tonnes de roches autour du point d’impact et profondément modifié le paysage régional. Aujourd’hui encore, Bosumtwi demeure l’un des cratères les mieux préservés d’Afrique.
Une fenêtre exceptionnelle sur les impacts météoritiques
Les cratères d’impact constituent des archives géologiques précieuses. Sur Terre, l’érosion, la végétation et l’activité tectonique effacent progressivement les traces laissées par les impacts anciens. Bosumtwi fait figure d’exception : sa jeunesse relative et la stabilité tectonique du craton ouest-africain ont permis la préservation d’une grande partie de sa morphologie originale.
Le relief conserve encore plusieurs éléments caractéristiques d’un grand impact : un rebord circulaire culminant à près de 300 mètres au-dessus du lac, un plateau annulaire entourant le cratère et une crête externe interprétée comme un dépôt d’éjectas, c’est-à-dire les matériaux expulsés lors de l’explosion. Ces structures permettent aux chercheurs de reconstituer les mécanismes physiques qui interviennent lors de la formation d’un cratère.
Les forages scientifiques réalisés dans le cadre du programme international ICDP ont également permis d’étudier en profondeur les roches fracturées et les brèches produites par l’impact. Ces échantillons offrent un aperçu unique des transformations subies par les roches soumises à des pressions et des températures extrêmes.
Une archive exceptionnelle du climat africain
Le lac Bosumtwi constitue également l’une des meilleures archives climatiques du continent africain. Depuis la formation du cratère, des sédiments se sont accumulés au fond du lac, enregistrant année après année les variations du climat régional. Les carottes de forage extraites au centre du lac contiennent ainsi plusieurs centaines de mètres de dépôts lacustres retraçant l’évolution des précipitations, de la végétation et des conditions environnementales en Afrique de l’Ouest sur plus d’un million d’années. Cette archive a été explorée lors du programme international ICDP.
Un analogue terrestre pour l’exploration de Mars
L’intérêt de Bosumtwi dépasse largement le cadre terrestre. Les scientifiques qui étudient Mars y trouvent également une source d’inspiration.
Les images orbitales de la planète rouge montrent de nombreux cratères entourés d’éjectas fluidisés, appelés « rampart craters ». Ces structures se forment probablement lorsque l’impact mobilise des matériaux riches en eau ou en glace présents dans le sous-sol martien.
Depuis plusieurs années, Bosumtwi est considéré comme l’un des meilleurs analogues terrestres de cette catégorie de cratères martiens [Baratoux et al. 2019, Niang et al. 2022]. Les dépôts d’éjectas pourraient être organisés en plusieurs couches concentriques, rappelant certains cratères martiens à éjectas multiples. Cette ressemblance contribue à mieux comprendre le rôle joué par l’eau dans la formation des paysages martiens.
Plus largement, Bosumtwi aide les planétologues à interpréter les données recueillies par les satellites et les rovers martiens. Les processus d’altération observés au Ghana fournissent des clés de lecture pour reconnaître d’anciens environnements aqueux sur Mars et mieux comprendre l’évolution de sa surface au cours du temps. Cet aspect du cratère de Bosumtwi a suscité récemment l’intérêt des médias, avec un reportage diffusé récemment sur la chaîne ARTE, avec la participation de Marian Selorm Sapah, géochimiste et cosmochimiste de l’Université du Ghana. Le reportage est disponible en ligne ici: https://www.arte.tv/fr/videos/131700-000-A/ghana-un-cratere-pour-approcher-la-planete-mars/
Un laboratoire naturel pour comprendre l’altération tropicale
Plus récemment, une étude pilotée par Makhoudia Fall de l’Université Cheikh Anta Diop de Dakar et David Baratoux du laboratoire Géosciences Environnement Toulouse, avec la collaboration d’Hamed Pourkhorsandi et Marian Selorm Sapah ont révélé, une fois de plus la valeur scientifique de ce cratère. Cette étude, publiée dans un volume spécial consacré aux régolithes de la revue « Journal of Australian Earth Science » montre que Bosumtwi offre une occasion rare d’observer comment les paysages tropicaux évoluent au cours du temps [Baratoux et al. 2026].
Dans les régions tropicales humides, les roches sont progressivement transformées par l’altération chimique. Les pluies abondantes et les températures élevées favorisent la dissolution de nombreux minéraux, tandis que le fer et l’aluminium s’accumulent pour former des sols rouges appelés latérites.
Autour de Bosumtwi, les chercheurs disposent d’une expérience naturelle exceptionnelle. À l’extérieur du cratère, les latérites se sont développées pendant plusieurs dizaines de millions d’années. Les dépôts d’éjecta proviennent en revanche essentiellement de roches situées sous la couverture latérite. Les brèches d’impact mises en place il y un million d’années environ sont donc d’abord « fraiches » (c’est à dire ne montrant pas de signe d’altération). Pour ces roches exposées à la surface au moment de l’impact, l’altération n’a commencé qu’après l’impact, il y a environ un million d’années. Les scientifiques peuvent ainsi comparer des régolithes « jeunes » et « anciens » (Fig. 1).
Fig. 1 – Vue détaillée des régions latéritiques délimitées à partir de critères morpho-radiométriques et d’observations de terrain. Les régions (a) et (b) sont situées à l’intérieur de la structure d’impact et correspondent à des régolithes jeunes (âgés d’environ 1 million d’années), tandis que les régions (c) et (d), localisées à l’extérieur de la structure d’impact, représentent des régolithes matures. Les couleurs correspondent à la représentation ternaire des cartes radiométriques – les zones rouges sont riches en potassium, tandis que les nuances de vert et bleu indiquent des zones pauvres en potassium et riches en thorium et uranium.
Les auteurs de cette étude ont alors utilisé les mesures radiométriques aéroportées, qui donnent accès à des cartes de concentrations du potassium (K) et du thorium (Th) qui sont déjà couramment utilisées pour cartographier la présence ou l’absence de régolithe: le potassium est lessivé lors de l’altération des roches, alors que le thorium s’accumule dans le résidu altéré, un rapport K/Th faible indique donc la présence probable d’une couverture latéritique. Grâce à ces nouveaux travaux sur Bosumtwi, les scientifiques montrent que l’on peut aller plus loin, et cartographier la maturité du régolithe, en calculant le logarithme décimal du rapport entre le potassium (K) et le thorium (Th) (Fig. 2). Cette représentation du logarithme du rapport K/Th permet de révéler des variations subtiles dans le domaine des basses valeurs de K/Th caractéristiques des régolithes. Il s’agit d’une nouvelle mesure qui constitue un excellent indicateur du degré de maturité des profils d’altération. Là où des données radiométriques sont accessibles, cette mesure pourrait permet de cartographier rapidement la maturité des régolithes sur de vastes surfaces sans recourir à des campagnes d’échantillonnage intensives.
Fig. 2 – Logarithme décimal du rapport K/Th pour les « sols » de Boamah et Koeberl (2002), combiné aux valeurs de K/Th mesurées au sol et obtenues à partir de la carte radiométrique élaborée par Baratoux, Niang et al. (2019). Les limites des quatre unités sont indiquées par des polygones blancs. Ces unités correspondent à : (i) la crête distale disséquée, apparaissant dans des teintes brunes ; (ii) les latérites développées sur les éjectas, correspondant à des teintes vertes à jaune-orangé ; (iii) la couche d’éjectas la plus externe, également caractérisée par des teintes vertes à jaune-orangé ; et (iv) les latérites situées à l’extérieur de la structure d’impact et de ses éjectas, associées à des teintes vert foncé. Les affleurements de brèches présents au sein de l’unité d’éjectas la plus externe, tels qu’indiqués sur la carte géologique de Bosumtwi (Koeberl & Reimold, 2005), sont reportés sur cette figure afin d’étayer notre interprétation d’une seconde couche d’éjectas. Il convient de noter que les valeurs de K/Th à l’intérieur du lac doivent être ignorées.
Un patrimoine scientifique de portée mondiale
À première vue, Bosumtwi n’est qu’un lac circulaire niché au cœur des collines ghanéennes. Pourtant, ce site exceptionnel réunit plusieurs disciplines scientifiques : géologie des impacts, géomorphologie, géochimie, climatologie, hydrologie et sciences planétaires. Cette valeur exceptionnelle a permis à ce cratère de se hisser parmi les 200 sites de géo-héritage sélectionnées par l’IUGS : https://iugs-geoheritage.org/geoheritage_sites/lake-bosumtwi-impact-crater/. Et pour rappel, une conférence sur les cratères d’impact a été organisée au Ghana en 2025, avec une excursion de terrain sur le site: https://lastronomieafrique.com/aicac-v-2025-au-ghana/
Peu de lieux sur Terre permettent simultanément d’étudier la formation d’un cratère météoritique, l’évolution des paysages tropicaux, l’histoire climatique de l’Afrique et des processus comparables à ceux observés sur Mars. C’est cette convergence unique qui fait aujourd’hui de Bosumtwi un laboratoire naturel d’importance mondiale et un site majeur pour comprendre à la fois notre planète et les autres mondes du Système solaire.
Article écrit par David Baratoux │Institut de Recherche pour le Développement, Geosciences Environnement Toulouse (GET)
Références bibliographiques
- Baratoux, D., Niang, C.A.B., Reimold, W.U., Sapah, M.S., Jessell, M.W., Boamah, D., Faye, G., Bouley, S., Vanderheaghe, O., 2019. Bosumtwi impact structure, Ghana: Evidence for fluidized emplacement of the ejecta. Meteorit Planet Sci. https://doi.org/10.1111/maps.13253
- Baratoux, D., Fall, M., Pourkhorsandi, H., Sapah, M.S. Relationship between regolith maturity and K/Th ratio: insights from the Bosumtwi impact crater. Australian Journal of Earth Sciences. https://doi.org/10.1080/08120099.2026.2679694
- Niang, C.A.B., Baratoux, D., Rochette, P., Braucher, R., Reimold, W.U., Lambert, P., Diallo, D.P., Regard, V., Carretier, S., Jessell, M.W., Faye, G., Koeberl, C., 2022. The origin of the potassium‐rich annular zones at the Bosumtwi impact structure, Ghana, investigated by field study, radiometric analysis, and first cosmogenic nuclide data. Meteorit & Planetary Scien 57, 702–729. https://doi.org/10.1111/maps.13788
