Aller un peu plus loin à la découverte des origines de la naissance de la Lune

Aller un peu plus loin à la découverte des origines de la naissance de la Lune

L'origine de la Lune est un problème de cosmogonie passionnant. Depuis quelques décennies, l'hypothèse de sa genèse à partir d'une collision entre la Terre et une petite planète nommée Théia a la faveur de la communauté scientifique. 

Depuis que William K. Hartmann et Donald R. Davis ont publié dans le célèbre journal Icarus un article proposant les grandes lignes du scénario de la collision pouvant expliquer l’origine de la Lune, celui-ci a connu plusieurs rebondissements et ne cesse de se renforcer. Les deux astrophysiciens s'étaient inspirés des travaux concernant la formation des planètes du Système solaire issus de l’école soviétique menée par Viktor Safronov

Ces chercheurs avaient également utilisé les données cosmochimiques fournies par les roches ramenées sur Terre par les missions Apollo ainsi que l’analyse des météorites. Ils en étaient venus à la même déduction : quelques dizaines de millions d’années après le début de la formation du Système solaire il y a 4,56 milliards d’années, une petite planète de la taille de Mars baptisée Théia avait dû entrer en collision avec la proto-Terre.

Les débris de cette collision auraient donné naissance à la Lune par accrétion dans le disque de matériaux formé autour de la jeune Terre. La mécanique céleste nous dit en effet qu'une collision est bien plus probable qu'une capture de la Lune par la Terre.

La Lune contient beaucoup de matière du manteau terrestre

Comme toujours, tout l'enjeu est de déterminer la composition chimique exacte de Théia, sa taille et surtout l’angle avec lequel cette petite planète serait entrée en collision avec la proto-Terre. Selon ces paramètres, une plus ou moins grande quantité du manteau terrestre aurait été éjectée dans l’espace pour être ensuite incorporée dans la jeune Lune.

Pour poser des contraintes sur ces paramètres, les chercheurs d'une équipe internationale ont fait de nouvelles analyses d’échantillons de sept roches lunaires rapportées par les missions Apollo. Ils ont fait de même avec cinq roches volcaniques provenant d’Hawaï et donc issues de la remontée de matière chaude – issue des profondeurs du manteau de la Terre. Une roche volcanique de l'Arizona a également été utilisée.

L’oxygène, sous ses différentes formes isotopiques, constitue jusqu’à 90 % du volume des roches constituant le manteau de la Terre et sa croûte, et pas loin de 50 % de leur poids. Ces isotopes constituent des sortes d’empreintes digitales des corps rocheux dans le Système solaire. Mars, la Terre et les météorites ont des abondances d’isotopes 17 et 18 spécifiques. 

A priori, Théia devait avoir une composition isotopique différente de celle de la Terre. Selon les chercheurs, pour expliquer que la Lune et la Terre aient perdu la mémoire de cette différence, il faut supposer qu’une collision frontale s’est produite entre les deux corps célestes.

Jusqu’à présent, c’était l’hypothèse d’une collision latérale, avec un angle de 45 °, qui était favorisée. Toutefois, avec une collision frontale, une plus grande quantité de matériaux en provenance du manteau de notre planète aurait été éjectée avant qu’une partie mélangée aux restes de Théia ne se retrouve dans la jeune Lune et la jeune Terre. Avec une collision à 45 °, la Lune aurait contenu plus de matériaux provenant de Théia, ce qui ne semble pas être le cas.

Le dernier mot n’est probablement pas encore dit. Les prochaines missions lunaires, les analyses géochimiques réalisées sur Terre et les simulations numériques des mécaniciens célestes alimenteront sans doute le débat pendant encore longtemps.

Source : futura-sciences.com

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