Il y a un problème avec la lune: personne ne sait vraiment comment elle s'est formée, et la théorie la plus populaire - connue sous le nom d'hypothèse d'impact géant - ne semble pas correspondre aux observations modernes de la composition chimique de la lune.
Dans une nouvelle étude publiée le 29 avril dans la revue Nature Geoscience, une équipe de chercheurs du Japon et des États-Unis tente de résoudre ce paradoxe lunaire en ajoutant un océan de magma au mélange.
La nouvelle étude commence par la version standard de l'hypothèse de l'impact géant, qui ressemble à ceci: Il était une fois, il y a environ 4,5 milliards d'années, alors que le système solaire était encore plein de planètes naissantes, une roche renégate à peu près la taille de Mars a pris un mauvais virage près de Vénus et a percuté de plein fouet la Terre encore en formation. Selon la théorie, les restes brisés de ce planétoïde étranger, ainsi que des morceaux de matière brisée qui se sont dissociés de la Terre, ont fusionné en orbite autour de notre planète et sont finalement devenus la lune ronde et marquée que nous connaissons et aimons.
Les simulations informatiques de cet impact ancien suggèrent que, si c'était bien ainsi que la lune est apparue, la plupart des matériaux qui la composent devraient provenir du planétoïde qui s'est écrasé sur la Terre. Mais des études récentes sur les roches lunaires racontent une histoire différente. De plus en plus, les chercheurs constatent que la composition chimique de la Terre et de la Lune est presque identique. Comment, alors, la lune peut-elle être composée principalement de Terre et surtout de non-Terre en même temps? Quelque chose doit donner.
Les auteurs de la nouvelle étude tentent de résoudre ce paradoxe en fixant le moment du grand impact à environ 50 millions d'années après la formation du soleil (vers la fin antérieure de la fenêtre généralement estimée) lorsque la jeune Terre peut avoir été recouverte par une mer de magma jusqu'à 930 miles (1500 kilomètres) de profondeur. Dans une série de simulations informatiques, les chercheurs ont lancé une protoplanète rocheuse dans cette Terre baignée de magma, puis ont regardé la mer en fusion éclabousser dans l'espace dans un "bras" géant de magma.
Le magma impacté a atteint des températures significativement plus élevées que le matériau rocheux du planétoïde, provoquant une augmentation du volume des éclaboussures de magma lors de leur apparition dans l'espace. Au début, ont écrit les chercheurs, l'éclaboussure de magma a suivi les morceaux cassés de la proto-planète autour de l'orbite de la Terre, mais les a rapidement dépassés. Alors que la plupart des impacteurs de protoplanètes sont finalement retombés dans l'océan chaud de la Terre, le vaste nuage de matière en fusion est resté en orbite et a finalement fusionné en lune. Ces simulations ont abouti à une lune avec un pourcentage beaucoup plus élevé de matériaux dérivés de la Terre que les études précédentes n'ont trouvé.
"Dans notre modèle, environ 80% de la lune est constituée de matériaux proto-terrestres", a déclaré dans un communiqué le co-auteur de l'étude, Shun-ichiro Karato, géophysicien à l'université de Yale. "Dans la plupart des modèles précédents, environ 80% de la lune est faite de l'impacteur. C'est une grande différence."
Selon les auteurs de l'étude, l'hypothèse magma-océan montre que la composition chimique semblable à la Terre de la lune pourrait être compatible avec la théorie de l'impact géant. Ce n'est toujours pas une réponse complète à la façon dont la lune s'est formée, mais cela unifie plus nettement la théorie prédominante avec les observations réelles.
