La formation de la Lune aurait été beaucoup plus violente que prévu

De nouvelles analysent de roches lunaires de l’époque des missions Apollo (1970)suggèrent que la lune et la Terre ont eu un passé beaucoup plus violent que nous l’estimions.

Depuis les années 1970, de nombreux chercheurs ont défendu la théorie que la lune fut créée à partir des débris éjectés d’un corps de la taille de Mars, hypothétiquement appelé Théia (impacteur), qui aurait percuté/ raclé la Terre dans une collision à relativement faible contact. Mais dans une récente étude, des chercheurs affirment que de nouvelles données montrent que l’impact ressemblait plus « à un marteau frappant une pastèque. »

Image d’entête: représentation de la collision entre Théia et la Terre. Selon cette nouvelle recherche, la collision aurait été bien plus violente que cette image ne le suggère (Dana Berry/SwRI)

La vieille théorie sur l’origine de la lune, qui se serait formée à partir de débris d’une faible collision, correspond parfaitement à sa taille et à sa position orbitale. Mais un test, profitant des nouvelles technologies, sur certaines roches lunaires de la mission Apollo a révélé quelque chose d’étrange que cette théorie ne pouvait expliquer.

Les roches lunaires sont presque, mais pas tout à fait, comme celles de la Terre. Elles sont trop similaires pour s’être formé à partir de différentes roches d’origines et doivent partager un passé commun. Et pourtant, les roches lunaires ont une légère surabondance d’un isotope chimique particulier, le potassium-38, de sorte que leur origine ne peut pas être identique.

Les chercheurs Kun Wang et Stein B. Jacobsen de l’université de Washington ont développé une nouvelle théorie sur l’origine de la lune permettant d’expliquer la présence de ce potassium. Et si Théia avait frappé la Terre frontalement, de plein fouet ? Dans cette théorie, l’énergie de l’impact désintègre complètement Théia ainsi que des couches externes de la croûte et du manteau de la Terre. Les débris fusionnent dans une espèce de soupe primordiale planétaire et la violence de l’impact aurait formé un disque chaud et dense (fluide supercritique) autour de la Terre.

Cet anneau temporaire aurait été assez chaud pour vaporiser la roche et engendre des  pluies de plomb, avec des pressions atmosphériques plus de dix fois plus élevées que ce que nous trouvons au niveau de la mer. Dans ce mélange, les plus gros fragments fusionnent (coalescence) en lune mineure (moonlet), pour finir par former une lune. Les éléments les plus légers de potassium se condensent sur la jeune lune, laissant les éléments plus lourds retomber sur Terre.

Représentation des deux modèles récents pour la formation de la lune, avec celle présentée sur la partie supérieure permettant l’échange à travers une atmosphère de silicate et l’autre présentée dans la partie inférieure qui crée une sphère d’un fluide supercritique. Ces deux théories conduisent à des prédictions différentes selon les données isotopiques de potassium dans les roches lunaires et terrestres. (Kun Wang/ université de Washington)

Face à ces nouvelles analyses, cette théorie obtient le plus de crédibilité, cependant, elle ne change pas notre conception de la façon dont la Lune a été formée, mais elle suggère que le jeune système solaire était beaucoup plus volatil et violent que nous l’estimions.

Les chercheurs vont continuer à étudier les échantillons lunaires des missions Apollo pour essayer d’en retirer encore plus d’indices. Ils soupçonnent que ces échantillons que nous détenons depuis des décennies pourraient renfermer plus de secrets qui n’attendent que le développement de notre intelligence et de nos outils pour être révélés.

L’étude publiée dans Nature : Potassium isotopic evidence for a high-energy giant impact origin of the Moon et présentée sur le site de l’université de Washington : Chemistry says moon is proto-Earth’s mantle, relocated.