La découverte et les premières explorations du cratère d’Aouelloul
Théodore Monod, naturaliste, explorateur et humaniste français de renom, a contribué de manière significative à notre compréhension du monde et de ces différentes cultures. L’une de ses explorations remarquables a été sa visite du cratère de d’Aouelloul.
Aouelloul est un cratère d’impact météoritique situé en Mauritanie, en Afrique de l’Ouest (Fig. 1). Il s’agit d’un cratère relativement petit, d’un diamètre d’environ 390 mètres et d’une profondeur d’environ 100 mètres. Malgré sa taille modeste, le cratère a suscité l’intérêt des scientifiques en raison de ses caractéristiques bien préservées et des informations qu’il fournit sur des évènements (chutes de météorites de quelques mètres de diamètre) relativement fréquents qui représentent des menaces sérieuses pour les zones habitées. La cratère d’Aouelloul s’est formé il y a seulement 3 millions d’années.
1 – Extrait de la carte géologique de la Mauritanie, avec la position d’Aeoulloul et de Tenoumer (autre cratère d’impact en Mauritanie).
Le cratère a d’abord été découvert lors d’un survol en avion par M. A. Pourquié en 1938. M.A. Pourquié était géologue et géophysicien, connu pour avoir réalisé des levées aériens en Afrique de l’ouest. Le cratère a été visité par M.A. Pourquié à deux reprises. Théodore Monod a pu également le reconnaitre par avion, puis l’étudier au sol au début des années 1950. Son voyage n’était pas seulement scientifique, c’était aussi une aventure dans un paysage isolé et accidenté, typique de l’esprit explorateur de Théodore Monod.
Dans ses écrits, Théodore Monod (1951) décrit avec précision la morphologie du cratère, et reproduit sous forme de croquis les remparts du cratère (Fig. 2). Il y note avec précision la présence de végétation, les différentes lithologies observées, les fractures, l’orientation des couches géologiques dans le cratère et autour du cratère. Il fait également la découverte, à l’extérieur et au sud-est du cratère, de fragments de verre, qu’il fait ensuite analyser.
Théodore Monod discute l’origine de cet accident circulaire, sans pouvoir encore conclure à l’époque sur son origine météoritique.
2 – Reproduction des quelques croquis réalisés par Théodore Monod lors de la première campagne d ‘exploration au sol du cratère d’Aouelloul (Monod et Pourquié, 1951).
Un cratère d’impact confirmé plus de dix après sa découverte et relativement peu exploré
L’origine d’impact du cratère de l’Aouelloul a été confirmée par la détection d’une composante extraterrestre dans les fragments de verre trouvés autour du cratère, sous la forme de sphérules de nickel-fer (Chao et al., 1966), et confirmée plus tard par des études isotopiques du Re-Os (Koeberl et al., 1998). L’enrichissement des fragments de verre en Co, Fe et Ni par rapport à la roche cible peut également représenter une contamination météoritique, bien que ces enrichissements ne soient pas considérés comme suffisants pour prouver l’origine météoritique d’une structure circulaire. En outre, quelques grains de quartz présentant « des ensembles d’inclusions fluides étroites et densément espacées considérées comme des vestiges possibles de déformation planaire » ont été rapportés par Koeberl et al. (1998) à partir d’échantillons de grès fracturés prélevés sur le pourtour du cratère.
Malgré l’intérêt de l’étude des petits cratères pour comprendre les conséquences des impacts météoritiques de petites tailles, mais relativement fréquents dans l’histoire de l’humanité, le cratère d’Aouelloul, reste peu exploré. Une campagne de géophysique (gravimétrie) est réalisée par Fudali et Cassidy (1972). Cela permet d’estimer l’épaisseur de remplissage sédimentaire (une vingtaine de mètres) reposant sur une lentille de brèche s’étendant jusqu’à une profondeur maximale de 130 m. Les verre d’Aouelloul a aussi donné lieu à quelques études. Cressy et al. (1972) ont rapporté des teneurs en K, Rb, Sr, Th et U, ainsi que le rapport 87Sr/86Sr, dans plusieurs échantillons de verre et de grès d’Aouelloul, et ont conclu que le verre est dérivé d’un grès localement présent (grès de Zli) qui aurait donc été fondu au moment de l’impact. Des données géochimiques des verres d’impact d’Aouelloul et des roches ont également été rapportées par Koeberl et Auer (1991). La datation par traces de fission et par K-Ar de fragments de verre d’impact trouvés autour du cratère ont permis de dater le cratère avec des âges qui varient un peu selon les auteurs, 3,25 ± 0,50 Ma pour Storzer et Wagner (1977) et de 3,1 ± 0,3 Ma pour Fudali et Cressy (1976).
Un campement au cœur du cratère
En février 2019, une équipe internationale (Maroc, Mauritanie, France) reprend le flambeau de l’exploration du cratère, dans le cadre de l’Initiative Africaine pour les Sciences des Planètes et de l’Espace. Ce projet deviendra le projet de thèse d’ Elycheikh Ould Mohamed Navee, qui a soutenu sa thèse le 14 Avril 2024 à l’Université Hassan II de Casablanca. L’équipe est composée du Dr. David Baratoux (IRD), du Prof. Hasnaa Chennaoui-Aoudjenane (Université Hassan II de Casablanca), de Ludovic Ferrière (au Muséum d’Histoire Naturelle de Vienne, Autriche au moment de l’expédition), et de M.S. Ould Sabar (Faculté des Sciences et Technologie de l’Université de Nouakchott Al-Asriya). Les conditions d’accès en 2019 restent difficiles dans cette zone soumise à des contrôles strictes de l’armée et demandent des autorisations particulières. L’équipe ne pourra rester que trois nuits dans la zone du cratère, et doit disposer d’un téléphone satellite. Le campement est établi à l’intérieur du cratère, ce qui permet d’explorer efficacement les remparts et les alentours du cratère, sous le Soleil déjà brûlant du mois de février.
Cette mission a pour objectif de faire des relevés structuraux afin de cartographier la déformation associée des grès lors de l’impact, de prélever des échantillons pour rechercher des traces de métamorphismes de chocs dans mes minéraux, et enfin de cartographier la distribution du verre d’impact (Fig. 4), à partir de la zone de découverte initiale décrite dans l’article de Théodore Monod.
3 – La campement au cœur du cratère, lors de la campagne de terrain de 2019.
4 – Photographie de verre d’impact prélevé lors de la campagne de 2019 (le fragment de gauche à une longueur d’environ 5 cm).
Résultats
Des études pétrographiques détaillées de huit échantillons de grès, tous prélevés sur le bord du cratère lors de la campagne de terrain en 2019, montrent que des lamelles de déformation tectonique sont présentes dans un certain nombre de grains de quartz, mais ne révèlent aucun signe de métamorphisme de choc.
Les données géologiques et litho structurales sont également présentées sous forme de carte (Figs. 5 & 6) et montrent que le bord du cratère est caractérisé par des blocs de roches plus ou moins perturbés, métriques à pluri-métriques, présentant une fracturation et un pendage vers l’intérieur ou l’extérieur du cratère.
De nouvelles observations sur la distribution du verre d’impact sont réalisées. Le verre est distribué exclusivement dans les parties extérieures sud et est du cratère (Fig. 6) Cette distribution, si on considère qu’elle reflète la distribution au moment de l’impact, permet de proposer que le cratère résulte d’un impact oblique, avec des directions possibles allant du sud-ouest au nord (dans le sens des aiguilles d’une montre).
Cette étude confirme les travaux antérieurs menés sur le cratère de l’Aouelloul et illustre la difficulté de démontrer l’origine impactante de cratères relativement petits. Les résultats de cette campagne ont fait l’objet d’une publication scientifique (Ould Mohamed Navee et al. 2024).
Fig. 5 – Synthèse des observations structurales et lithologiques réalisées par Théodore Monod et lors de l’expédition de terrain de 2019.
Vers d’autres découvertes de cratères d’impact en Mauritanie
Ce projet de recherche en. Mauritanie s’inscrit dans un projet plus vaste de recherche de structures d’impact dans le désert Mauritanien. Dans le cadre de ce travail, Elycheikh Ould Mohamed Navee et David Baratoux ont utilisé différentes techniques pour rechercher des structures circulaires en Mauritanie. Plus de 50 structures circulaires ont pu ainsi être cartographiées, et examinées à l’aide des données de télédétection. Sur ces 50 structures, 6 sont considérées comme particulièrement prometteuses. L’une d’entre elle, déjà connue, la structure de Temimichat Ghallaman, a été aussi visitée, uniquement par l’équipe Mauritanienne, en 2019, mais aucune conclusion définitive n’a pu être apportée à ce jour. Les conditions d’exploration de la Mauritanie s’améliorent. Elycheikh Ould Mohamed Navee, avec le concours de ses encadrants, a pu aussi susciter l’intérêt des autorités Mauritaniennes et de la population pour la thématique de recherche. Il est aussi le président fondateur de l’Association Mauritanienne d’Astronomie. Espérons que ces premiers pas permettront de belles découvertes dans l’avenir, et une poursuite de l’exploration des richesses du désert Mauritanien pour les sciences planétaires.
Fig. 6 – Cartographie de la zone de présence de verre d’impact réalisée pendant la campagne de terrain de 2019
par David Baratoux, directeur de recherche à l’IRD
Références bibliographiques
Chao, E.C.T., Dwornik, E.J., Merrill, C.W., 1966a. Nickel-iron spherules from Aouelloul glass. Science 154 (3750), 759–765. https://doi.org/10.1126/science.154.3750.75
Cressy, P.J., Schnetzler, C.C., French, B.M., 1972. Aouelloul glass: aluminum 26 limit and some geochemical comparisons with Zli sandstone. J. Geophys. Res. 77 (17), 3043–3051. https://doi.org/10.1029/JB077i017p03043
Fudali, R.F., Cassidy, W.A., 1972. Gravity reconnaissance at three Mauritanian craters of explosive origin. Meteoritics 7 (1), 51–70. https://doi.org/10.1111/j.1945- 5100.1972.tb00424.x
Fudali, R.F., Cressy, P.J., 1976. Investigation of a new stony meteorite from Mauritania with some additional data on its find site: Aouelloul crater. Earth Planet Sci. Lett. 30 (2), 262–268. https://doi.org/10.1016/0012-821X(76)90253-3
Koeberl, C., Auer, P., 1991. Geochemistry of impact glass from the Aouelloul crater, Mauritania (abstract). In: 22nd Lunar and Planetary Science Conference. pp. 731–732. Texas, U.S.A.
Monod, T., Pourquié, A., 1951. Le Cratère d’Aouelloul, Adrar. Sahara Occidental, vol. 13. Bulletin de l’Institut fondamental d’Afrique noire, pp. 293–311.
Oul Mohamed Naviee, E., et al. Aouelloul impact crater, Mauritania: New structural, lithological, and petrographic data. Journal of African Earth Sciences. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2024.105210
Storzer, D., Wagner, G.A., 1977. Fission track dating of meteorite impacts. Meteoritics 12, 368–369.
Remerciements
Ce projet a reçu le soutien de l’Office Mauritanien pour la Recherche Géologique, de la Fondation de la Famille Barringer, de l’Initiative Africaine pour les Sciences des Planètes et de l’Espace, de la fondation ATTARIK, et de l’Institut de Recherche pour le Développement.
