La Lune et la Terre ne seraient pas faites de la même matière

Durant les trente dernières années, l’explication généralement admise par les scientifiques concernant l’origine de la Lune est que celle-ci provient de la collision entre deux protoplanètes. L’une d’elle était la Terre peu après sa formation, et l’autre était un rocher dénommé Theia qui avait à peu près la taille de Mars. L’impact a produit la Terre que nous connaissons ainsi que la Lune.

Selon les résultats obtenus à partir de modèles informatiques représentant le scénario de l’impact, 70% à 90% de la Lune devrait être fait à partir du matériel provenant de Theia. En général, la plupart des objets dans le système solaire ont des compositions chimiques uniques, et cela devrait aussi être le cas pour la Terre, la Lune et Theia. Cependant, d’après les échantillons prélevés sur la Lune lors des missions Apollo, la composition naturelle de la Lune serait étrangement similaire à celle de la Terre.

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La similarité au niveau des isotopes d’éléments comme l’oxygène a créé un challenge pour le scénario du grand impact. Plusieurs hypothèses ont même été avancées pour essayer d’expliquer cette similarité. Récemment, des scientifiques ont publié une étude dont les résultats indiquent que le matériau lunaire et le matériau terrestre ne seraient pas, en fin de compte, si similaires.

Ce que les chercheurs ont trouvé

La nouvelle étude concernant la Lune s’est basée sur des mesures à haute précision des niveaux d’isotopes d’oxygène dans quelques échantillons de roches lunaires. Ce qui différencie cette étude des précédentes, c’est le fait que les chercheurs se sont concentrés sur une large variété de types de roches lunaires.

Les scientifiques ont ainsi découvert qu’il y avait des différences très subtiles dans la composition isotopique de l’oxygène suivant le type de roche testé. D’après eux, les recherches précédentes n’ont pas pu donner une image exacte des différences entre la Terre et la Lune parce qu’elles ont fait la moyenne des données des isotopes lunaires tout en ignorant les différences de type entre les roches.

L’explication la plus plausible

Les scientifiques derrière l’étude proposent une explication aux résultats qu’ils ont obtenus. Tout d’abord, l’impact entre la Terre primitive  et Theia a bien provoqué un mélange entre les matériaux des deux corps célestes. Toutefois, la Terre et la Lune après la collision avaient des compositions différentes même si elles étaient similaires.

Plus tard, après environ 1000 ans, les débris et les roches vaporisées générés par l’impact ont conduit à une pluie de lave sur la surface de la Lune, et qui a duré des centaines d’années. Durant cette période, des interactions physiques et chimiques complexes ont eu lieu entre la pluie de lave et le magma qui recouvrait la surface lunaire à ce moment-là. Cela a fait que la composition isotopique de l’oxygène dans les roches proches de la surface lunaire est plus similaire à ce que l’on trouve sur Terre.  Par contre, les échantillons provenant de la couche profonde de la Lune ont présenté des différences plus significatives par rapport à la composition isotopique de l’oxygène lorsque comparés aux roches terrestres.

Ces résultats auront des impacts sur les futures recherches concernant la composition de la Lune et sur l’utilisation des modèles représentant la collision entre les deux corps célestes. Et pour approfondir les connaissances sur le sujet, il faudra que les scientifiques puissent mettre la main sur d’autres échantillons lunaires.

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