Nous avons peut-être enfin trouvé un morceau de Théia enterré au plus profond de la Lune
Il y a environ 4,5 milliards d’années, une chose de la taille de Mars est entrée en collision avec une Terre nouvellement formée, avec un effet colossal.
On pense que cet objet a non seulement fusionné avec la Terre et l’a préparée à la vie, mais qu’il a également brisé un gros morceau qui est devenu la Lune.
Cette histoire est connue sous le nom de l’hypothèse de l’impact géant ; l’objet de la taille de Mars s’appelle Théia ; et maintenant, pour la première fois, les scientifiques croient avoir trouvé des traces de Théia dans la Lune.
L’hypothèse de l’impact géant a été le modèle privilégié pour expliquer la formation de la Lune pendant des années.
“Ce modèle était capable de prendre en compte les observations alors récentes faites à partir des échantillons retournés par les missions Apollo, qui comprenaient la faible teneur en fer de la Lune par rapport à la Terre, l’appauvrissement en matières volatiles et l’enrichissement en éléments réfractaires, tout en évitant la plupart des écueils des précédentes théories sur l’origine lunaire”, ont écrit les chercheurs de l’Université du Nouveau-Mexique dans leur article.
Mais il y avait une grosse clé de voûte qui était coincée dans les travaux.
Les modèles prédisaient qu’environ 70 à 90 % de la Lune aurait dû être constituée de Théia amarrée et réformée. Cependant, les isotopes d’oxygène des échantillons lunaires recueillis par les astronautes d’Apollo étaient très similaires aux isotopes d’oxygène terrestres – et très différents des isotopes d’oxygène des autres objets du système solaire.
Une explication possible est que la Terre et Théia avaient des compositions similaires au départ. Une autre est que tout s’est complètement mélangé lors de l’impact, ce qui, selon les simulations, n’est pas très probable.
De plus, les chances que Théia ait une composition similaire à celle de la Terre – en ce qui concerne les isotopes d’oxygène – sont en fait extrêmement faibles. Ce qui signifie que, si la Lune est principalement composée de Théia, ses isotopes d’oxygène devraient être différents de ceux de la Terre.
Cette étroite ressemblance a été une grande douleur dans le cul proverbial de l’hypothèse de l’impacteur géant. Au fil des ans, les chercheurs ont publié plusieurs articles pour tenter de l’expliquer.
C’est de là qu’est née l’idée que Théia a fusionné avec la Terre. Un autre article a proposé que l’impact ait créé un nuage de poussière qui est devenu la Terre et la Lune. Un autre a suggéré que peut-être Théia et la Terre se sont formées très près l’une de l’autre. Et d’autres ont cherché à réécrire entièrement l’histoire.
Le planétologue Erick Cano et ses collègues ont suivi un chemin différent : une réanalyse minutieuse des échantillons lunaires.
Ils ont acquis une série d’échantillons de différents types de roches recueillies sur la Lune – des basaltes à haute et basse teneur en titane provenant de la mer lunaire ; des anorthosites provenant des hauts plateaux, et des norites des profondeurs, amenées vers le haut au cours d’un processus appelé renversement du manteau lunaire ; et du verre volcanique.
Pour cette nouvelle analyse, l’équipe de recherche a modifié une technique d’analyse isotopique standard afin de produire des mesures de haute précision des isotopes de l’oxygène. Et ils ont découvert une nouveauté : la composition isotopique de l’oxygène varie en fonction du type de roche testée.
“Nous montrons”, écrivent-ils dans leur article, “que la méthode consistant à faire la moyenne des données isotopiques lunaires tout en ignorant les différences lithologiques ne donne pas une image précise des différences entre la Terre et la Lune”.
En fait, plus l’échantillon de roche est profond, ont constaté les chercheurs, plus les isotopes de l’oxygène sont lourds, par rapport à ceux de la Terre.
Cette différence pourrait s’expliquer si seule la surface extérieure de la Lune était pulvérisée et mélangée lors de l’impact, d’où la similarité avec la Terre. Mais au plus profond de la Lune, le morceau de Théia est resté relativement intact, et ses isotopes d’oxygène ont été laissés plus près de leur état d’origine.
L’étude affirme qu’il s’agit là d’une preuve assez nette montrant que Théia aurait pu se former plus loin dans le système solaire et se déplacer vers l’intérieur avant le grand boum de fabrication de la Lune.
Ces résultats pourraient aussi résoudre le problème de l’hypothèse de l’impact géant.
“Il est clair que la composition isotopique distincte de l’oxygène de Théia n’a pas été complètement perdue par homogénéisation lors de l’impact géant”, ont conclu les chercheurs.
“Ce résultat élimine donc la nécessité pour les modèles d’impact géant d’inclure un mécanisme d’homogénéisation complète des isotopes de l’oxygène entre les deux corps et fournit une base pour la modélisation future de l’impact et de la formation lunaire.”
L’homme n’a pas mis les pieds sur la Lune depuis 1972, les précieuses roches lunaires disponibles pour l’analyse sont donc rares, et la reproduction de ces résultats pourrait être un peu délicate pour l’instant.
Cependant, dans les prochaines années, nous pourrions enfin voir des missions avec équipage effectuer un retour tant attendu à la surface lunaire, et nous pouvons espérer un véritable essor de la science lunaire – y compris des recherches plus poussées autour de l’hypothèse de l’impact géant.
Ces recherches ont été publiées dans Nature Geoscience.
Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche
