Les astronomes sont presque sûrs de savoir d’où vient la lune. Au début du système solaire, un objet de la taille de Mars, baptisé Theia, s’est écrasé sur Terre. Cette collision cataclysmique a projeté une énorme masse de matière en orbite, qui a fusionné et s’est refroidie dans la Lune. Mais établir exactement quand cela s’est produit est une tâche difficile.
Lors de la 55e conférence annuelle sur les sciences lunaires et planétaires (LPSC2024) le mois dernier à The Woodlands, Texas, des chercheurs proposé un nouveau calendrier d’événements qui déplacent l’impact géant plus tôt que les prévisions précédentes, à peine 50 millions d’années après la formation du système solaire.
Il est difficile de dater cet événement à impact géant, car les preuves existantes sont contradictoires et racontent des histoires qui ne concordent pas.
Une source de preuve provient des orbites planétaires. La cause la plus probable de l’impact est une instabilité de l’orbite de Jupiter, qui aurait projeté des objets comme Theia sur la trajectoire de la Terre au cours des 100 premiers millions d’années du système solaire. Si cette instabilité orbitale se produisait plus tard, les trajectoires des planètes intérieures auraient été perturbées et les astéroïdes troyens de Jupiter, comme la paire binaire Patroclus et Menoetius (que la sonde spatiale Lucy de la NASA prévoit de visiter en 2033) ne resteraient pas là où nous les voyons aujourd’hui. .
La meilleure estimation basée sur ces observations orbitales situe l’impact entre 37 et 62 millions d’années après la formation du système solaire. Selon les chercheurs, la Lune se serait refroidie d’un lac de magma à une surface solide environ 10 millions d’années après l’impact.
Les preuves géologiques semblent cependant raconter une histoire différente. Les premières roches lunaires connues se sont formées beaucoup plus tard, semblant s’être cristallisées à partir du magma vers 208 millions d’années. De même, les roches sur Terre semblent s’être formées en une véritable croûte il y a environ 218 millions d’années.
Une simulation 2022 de l’impact géant qui a créé la Lune. Crédit : NASA / Université de Durham / Jacob Kegerreis
Un troisième schéma de datation, réalisé en mesurant la désintégration de l’élément Hafnium en tungstène, repousse encore la date de la collision, suggérant que le noyau de la lune s’est formé à environ 50 millions d’années.
Toute explication de la formation lunaire doit tenir compte de tous ces types de preuves.
C’est exactement ce que fait le scénario proposé au LPSC 55. Ils suggèrent une collision précoce vers 50 millions d’années, suivie d’une période de refroidissement de 10 millions d’années. Mais la Lune a ensuite traversé un cycle de réchauffement avant de finalement se refroidir à nouveau au bout de 200 millions d’années.
Ce processus de réchauffement est la clé de cette théorie, et s’il est exact, il aurait été provoqué par les forces de marée. L’orbite de la Lune, selon cette théorie, n’était pas encore stable autour de la Terre, et son inclinaison et son excentricité ont augmenté dans les années qui ont suivi l’impact, serrant et étirant la Lune et la liquéfiant. Ces mêmes processus de marée se produisent aujourd’hui sur d’autres lunes : autour de Jupiter, par exemple, on les voit créer des volcans sur Io et des océans liquides sur Europe.
Le processus de refroidissement a également probablement été ralenti par de violents impacts secondaires, les restes de matériaux de l’impact initial ayant été projetés sur la lune pendant des millions d’années.
L’équipe a également ajouté un nouvel élément de preuve qui renforce les arguments en faveur d’un impact géant précoce autour de 50 millions d’années. Semblable à la méthode de désintégration Hafnium-Tungstène, l’équipe a mesuré la désintégration des sources terrestres de Rubidium en Strontium, donnant une estimation indépendante confirmant la date précoce.
Plus d’information:
Papier: www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2024/pdf/1526.pdf