Lévénement de la Toungouska désigne un ensemble d'observations faites sur une puissante explosion qui s'est produite le Le 17 juin en calendrier julien en usage en Russie jusqu'au 14 février 1918 (calendrier grégorien). vers Valeurs restituées à partir des enregistrements barographiques et sismiques de stations sibériennes. heure locale () en Sibérie centrale, dans l'Empire russe. Si l'hypothèse de l'entrée atmosphérique d'un météoroïde ne semble guère faire de doute, l'ensemble des observations et mesures comporte des inconnues et des contradictions qui ont amené à formuler des hypothèses totalement divergentes et parfois farfelues.
L'événement est rapporté dans des journaux locaux et dans des rapports administratifs. Mais il faut attendre 1921 pour que soit organisée la première mission de prospection des lieux sous la direction de Leonid Koulik qui découvrira le site de l'épicentre en 1927. Plusieurs autres expéditions seront organisées sous l'égide de l'Académie des sciences de Russie avant la Seconde Guerre mondiale. À partir des années 50, d'autres auront lieu, organisées par l'Université de Tomsk, certaines d'entre elles étant internationales comme l'expédition italienne de 1999. Au total, environ trente-cinq missions se sont succédé.
Description Localisation La région où s'est produit cet événement est située au centre d'un paléovolcan. Elle fait partie du raïon d'Évenkie, dans le kraï de Krasnoïarsk en Sibérie centrale (Russie). Elle est sur le plateau de Sibérie centrale et traversée par des affluents du grand fleuve sibérien, l'Ienisseï : la Toungouska Pierreuse, longue de et la Toungouska Inférieure, longue de . Elle se situe à près d'un millier de kilomètres de la ville d'Irkoutsk et du lac Baïkal. C'est une région de collines recouvertes par la taïga sibérienne. Elle est peu peuplée, principalement par des éleveurs de rennes Evenks. Le village le plus proche est Vanarava situé à une soixantaine de km du point défini comme épicentre (voir ci-dessous).
Le faible peuplement de la région explique le faible nombre de victimes : trois morts à la suite de chutes d'arbre et un nombre indéterminé de blessés, essentiellement dus aux effets de souffle. De nombreux feux de forêt d'ampleur modérée ont été déclenchés.
Témoignages visuels Il existe quelques centaines de témoignages décrivant l'événement, beaucoup de ces descriptions portant sur les effets sonores et sismiques. Certains témoignent du passage dans le ciel d'un bolide. Ces derniers décrivent un objet brillant, de couleur différente suivant les témoignages, suivi d'un sillage court se terminant par une géométrie en forme de balai. D'autres décrivent une lueur intense suivie d'un panache cylindrique s'élevant dans le ciel durant plusieurs minutes.
Ces témoignages sont généralement très confus mais ils permettent cependant de reconstituer assez précisément l'azimut de déplacement de l'objet dans l'intervalle (de l'est/sud-est vers l'ouest/nord-ouest). Il est également possible d'estimer grossièrement la pente de la trajectoire. L'intervalle proposé est très large en raison de la difficulté à situer le point d'apparition (zénith, altitude) dans le ciel à partir de l'observation visuelle.
Personne ne s'est risqué à une estimation de la vitesse à partir de ces témoignages.
Retombées Malgré de nombreuses campagnes de recherches, il n'a pas été retrouvé de fragments issus de l'objet, ni de cratère d'impact. Cette absence constitue un élément majeur de l'incompréhension de l'événement.
Les mesures ultérieures faites sur des échantillons de sol, mais surtout de résine de troncs d'arbres survivants et de sphaignes accumulées en strates superposées ont montré la présence de microparticules de silicates et de magnétites, parfois partiellement fondues. Ces dépôts irréguliers existent jusqu'à de grandes distances () de l'épicentre. L'année de dépôt dans les résines et les sphaignes peut être datée. De plus, il existe dans certains échantillons de sphaignes des traces de combustion à la même date. Ces particules sont compatibles avec la composition des chondrites carbonées et des comètes.
Effets mécaniques locaux de l'onde de choc vignette| gauche| Arbres couchés par l'explosion (photo prise environ deux décennies après l'événement).
Sur une région de plusieurs dizaines de kilomètres, des arbres ont été abattus par le souffle suivant l'onde de choc. La cartographie des arbres abattus permet de définirCette définition est basée sur une statistique des directions d'arbres au sol, comptés par secteurs, et comporte une part d'arbitraire. Au demeurant des statistiques par secteurs indiquent plusieurs épicentres, ce qui peut s'expliquer par la topologie des lieux. un « épicentre » (voir figure). Dans le détail, on note que ceci est parfaitement justifié dans la partie est, une importante dispersion étant notée dans la partie ouest. Près du centre, dans un rayon d'environ trois kilomètres, existe une « forêt télégraphique » d'arbres restés debout mais dont les branches ont été arrachées. L'ensemble a une géométrie en forme d'ailes de papillon que l'on retrouve sur la cartographie des vitres cassées par la météorite de Tcheliabinsk et qu'explique une simulation réaliste de l'onde de choc se développant au cours de l'entrée dans l'atmosphère. L'axe de symétrie est orienté à environ, donc compatible avec les observations visuelles.
D'autres zones de faible étendue ont été touchées. On note en particulier une région (forêt de Chouvar) à une quarantaine de km à l'ouest/nord-ouest, de forme elliptique alignée avec l'épicentre, mais dont les arbres ont chuté majoritairement vers ce dernier.
Effets radiatifs Il existe une région approximativement elliptique (environ ) où on observe des traces de pyrolyse dissymétrique sur les arbres ayant résisté au souffle, effet supposé résulter du rayonnement de l'objet. Cette région est décentrée à l'est par rapport à l'épicentre et inhomogène : il existe beaucoup d'arbres ne portant aucune trace, même dans la zone centrale.
Effets sonores et sismiques Des effets de l'onde de choc ont été perçus jusqu'à Krasnoïarsk, à environ et enregistrés par diverses stations sismiques. Des dégâts ont été constatés jusqu'à Kansk, à environ. La puissance de la source supposée isotrope (ce qui n'est pas le cas) a été évaluée inférieure à .
À grande distance, l'onde en N du choc s'est transformée en infrasons, lesquels ont été détectés jusqu'en Angleterre ou aux États-Unis.
Les effets sismiques mesurés sont équivalents à un Séisme de magnitude M = 4,5 - 5 sur l'échelle de Richter. Ils ont été comparés à l'effet d'explosions nucléaires dans cette région du monde. Il en résulte que ces effets sont équivalents à une explosion de puissance voisine de L'altitude d'explosion ne joue pas un grand rôle dans ce problème.. Toutefois, les simulations numériques de l'entrée atmosphérique et de l'interaction avec le sol montrent que ce chiffre surévalue l'énergie créée par l'« explosion »Pour être plus précis, l'énergie cédée à l'environnement au cours de la phase finale de fragmentation. finale de l'objet d'un facteur 3 à 4 ; de plus, cette énergie n'est pas distribuée de manière isotrope, comme le montre la cartographie des arbres abattus.
Autres effets non locaux Une perturbation électromagnétique a été observée par l'observatoire d'Irkoutsk six minutes après l'événement et a duré environ quatre heures. Les mesures paléomagnétiques faites sur le site n'ont donné aucun résultat probant. Il a été observé un phénomène de nuits très claires (lueur nocturne, aubes et crépuscules lumineux, nuages noctulescents) dans les trois nuits qui ont suivi l'événement et dans toute l'Europe du nord. Ce phénomène avait commencé quelques jours auparavant mais a été considérablement amplifié par l'événement qui a augmenté significativement la quantité de cristaux de glace dans la haute atmosphère par condensation sur les poussières microscopiques. Les scientifiques ont alors pensé à l'éruption d'un volcan, comme l'éruption du Krakatoa en 1883, qui a injecté d'énormes quantités de poussières dans l'atmosphère et, de ce fait, a engendré des phénomènes lumineux semblables.
Autres éléments Diverses études menées ont été récusées ou n'amènent pas d'élément crucial. Par exemple : il a été suggéré que le lac Tcheko, situé à une cinquantaine de km au nord/nord-ouest de l'épicentre et ne figurant pas sur les cartes antérieures à 1928, pouvait être le site d'impact de l'objet. Les études sédimentologiques menées par une équipe italienne ont infirmé l'hypothèse. L'examen par thermoluminescence d'échantillons de sol ont montré une possible irradiation par un rayonnement « dur » (UV) issu de l'écoulement de l'objet (ou des objets). La faiblesse des niveaux mesurés rend la conclusion incertaine et des contre-mesures n'ont donné aucun résultat. Il a été fait état de la présence d'iridium et de carbone-14 sur le site, en quantité suffisante pour affirmer son origine extraterrestre, affirmation contestée. La présence de sulfure d'hydrogène a été relevée par les témoins peu après l'événement. Ce gaz très odorant a été souvent noté après l'impact de météorites. Il résulte de la présence en quantités notables de troïlite dans les météoroîdes y compris les chondrites (de l'ordre de 7 % en masse).
Astéroïde ou comète ?
Il est bien sûr très difficile d'expliquer ce phénomène où la masse, le diamètre, la vitesse et la pente initiales et les épisodes éventuels de fragmentation sont inconnus ou fortement incertains. Ceci est particulièrement vrai si l'on souhaite reproduire la cartographies des arbres abattus, ceci nécessitant des hypothèses supplémentaires sur la vitesse du vent nécessaire pour produire la chute de tout ou partie des arbres sur le site.
Il existe cependant des simulations numériques bidimensionnelles réalistes incluant la fragmentation à partir des propriétés mécaniques et le transfert d'énergie au milieu extérieur tout au long de la trajectoire (principe d'équivalence hypersonique). Ces calculs permettent de prévoir le devenir de l'objet (astéroïde ou comète) avant l'interaction avec le sol. Ils donnent la tranche d'altitude dans laquelle se produit la fragmentation et prévoient si un astéroïde ou une comète est susceptible de produire l'énergie finale déposée. Ainsi les astéroïdes de diamètre de et de vitesses inférieures à ou les comètes de diamètre et de vitesses de sont jugés de possibles candidats dans le cas d'une énergie finale de . Toutes les pentes de trajectoire sont possibles en fonction des propriétés mécaniques supposées.
Des calculs également bidimensionnels mais prenant en compte l'entrée atmosphérique jusqu'au sol montrent que confondre le phénomène terminal avec une explosion ponctuelle n'est pas réaliste et qu'une telle hypothèse surestime l'énergie déposée par l'objet. Ceci implique que les chiffres ci-dessus surestiment taille et vitesse des candidats possibles.
Les simulations numériques tridimensionnelles, coûteuses, se limitent à un nombre limité de cas. Elles permettent de reconstituer les effets aériens et en particulier la géométrie en ailes de papillon des surpressions au sol dans le cas du météore de Tcheliabinsk. Les calculs effectués confirment que les valeurs données ci-dessus sont surestimées mais sont insuffisantes pour donner un domaine d'existence possible pour l'objet.
L'absence de fragments au sol reste un problème majeur car non explicable par ce genre d'approche. Une explication avancée est l'hypothèse d'un objet de forte porosité ayant entraîné une écoulement interne et par suite une fragmentation totale. Cette hypothèse est démentie par les travaux effectués sur les protections thermiques modernes (porosité ouverte supérieure à ) dans lesquelles cet effet n'existe que sur les éprouvettes d'essais de taille centimétrique et ne produit pas de dégradation quasi-instantanée.