Une ancienne collision proche de la terre vaporisée, donnant naissance à la lune

Une nouvelle analyse chimique des roches de la Terre et de la Lune a jeté une lumière nouvelle sur les origines de notre système lunaire, et le moment de la naissance a été beaucoup plus dramatique et violent que prévu.

"Nos résultats fournissent la première preuve tangible que l'impact a réellement (en grande partie) vaporisé la Terre", a déclaré Kun Wang, géochimiste à la Washington University à St. Louis, dans un communiqué de presse. Une étude de Wang et Stein B. Jacobsen a été publiée en ligne lundi dans La nature.

Il y a environ 4,5 milliards d’années, Earth était une collection très récente de débris spatiaux, et ce n’était pas un endroit très accueillant. Cette période précoce est connue sous le nom de Hadean Eon, ainsi nommée pour les conditions infernales. La Terre Proto était enflammée et chaude, et la surface était probablement composée principalement de lave en fusion, résultant d’une intense activité volcanique et de fréquentes collisions avec d’autres roches.

C’est le moment où cette planète primitive est entrée en collision avec une autre, peut-être la taille de Mars. La force de l'impact a vaporisé le plus petit et le plus grand, créant une atmosphère gigantesque 500 fois plus grande que la Terre actuelle, remplie d'un manteau de fluide extrêmement chaud. Ceci, avec le temps, s'est refroidi et s'est durci en deux corps distincts - la Lune et la Terre.

On a longtemps pensé que la lune se serait formée à partir d’une collision entre deux corps proto-planétaires. Mais les modèles précédents avaient les deux masses qui se frôlaient l'une l'autre, la plus petite restant la plupart du temps intacte et formant la lune. Cela a été réfuté en 2001, lorsque les scientifiques ont comparé les isotopes d’une variété d’éléments contenus dans les roches lunaires et terrestres et ont constaté que leur composition était identique. Les chances que les deux corps en collision aient les mêmes signatures dans leurs isotopes sont naturellement presque nulles, ce qui signifie que les masses des deux roches ont dû se mélanger de manière substantielle avant de former la lune.

Deux modèles de ce type ont déjà été suggérés pour en tenir compte. Dans l'un des deux cas, la collision est encore assez apprivoisée, mais un nuage en forme de disque d'atmosphère de manteau permet le mélange de matériaux de la Terre et de sa proto-lune, avant qu'ils ne s'installent dans des objets séparés.

Cette nouvelle recherche permet de conclure, en utilisant une analyse très sophistiquée de deux isotopes de potassium, 10 fois plus précise que les méthodes précédentes. Il a trouvé une concentration très légèrement supérieure en isotope de potassium plus lourd sur la lune que sur la Terre. La seule explication à cela est que, lors de la condensation de l'atmosphère du manteau qui a conduit à la naissance de la lune, l'isotope le plus lourd risquait légèrement plus de se condenser que le plus léger.

Cela conforte le modèle dans lequel l’objet en collision et la majeure partie de la Terre ont été effacés dans l’écrasement et où la lune s’est formée sous forme de particules refroidies dans l’atmosphère superfluide du manteau qui se sont refroidies et se sont rapprochées, comme une grosse goutte de pluie condensée par la vapeur d’eau, grossissant lentement.