La lune est vieille – c’est certain.
Comme la Terre et le reste du système solaire, la lune existe depuis environ 4,5 milliards d’années. Mais essayez de réduire l’âge des planètes plus que cela, et les scientifiques ont du mal à se mettre d’accord. Notre lune est-elle une « vieille lune » qui s’est formée 30 millions d’années après la formation du système solaire, ou une « jeune lune » qui s’est formée 170 millions d’années plus tard ?
Dans une nouvelle étude publiée le 29 juillet dans la revue Nature Geoscience, les scientifiques décrivent de nouvelles preuves que notre lune est apparemment du côté le plus ancien. En analysant les ratios d’éléments radioactifs rares dans un échantillon de roches lunaires collectées lors des missions Apollo, des scientifiques allemands ont réduit la date de formation de la lune à environ 50 millions d’années après la naissance de notre système solaire, soit 150 millions d’années plus tôt que ce que de nombreuses études estiment.
Ce sont des informations utiles si, disons, vous voulez acheter à la lune un gâteau avec le nombre approprié de bougies d’anniversaire – ou, comme l’ont écrit les auteurs de l’étude, si vous voulez mieux contraindre les dates de la naissance de la Terre.
« Comme la formation de la lune a été le dernier événement planétaire majeur après la formation de la Terre, l’âge de la lune fournit un âge minimum pour la Terre également », a déclaré dans un communiqué le géologue et auteur principal de l’étude, Maxwell Thiemens, ancien chercheur de l’Université de Cologne.
C’est parce que la lune s’est probablement formée après qu’une planète voyou de la taille de Mars soit entrée en collision avec la jeune Terre dans les premiers jours du système solaire. Les débris de cet impact géant (principalement des morceaux du manteau terrestre pulvérisé) ont été pulvérisés dans l’atmosphère et ont fini par se fondre dans le satellite rond et rocheux que nous connaissons et aimons.
Cette théorie explique pourquoi la Terre et la lune ont une composition chimique presque identique. Il est possible, par exemple, que lorsque cet impacteur solitaire s’est écrasé sur notre jeune planète, il ait ramené de la Terre certains éléments rares qui ne proviennent probablement pas d’un autre endroit du système solaire. En étudiant la désintégration de certains éléments radioactifs dans les roches lunaires modernes, les chercheurs allemands ont tenté de contraindre les dates du grand impact et de la formation de la lune.
L’équipe était curieuse de deux isotopes rares (différentes versions des éléments) en particulier – l’hafnium-182 et l’isotope en lequel il finit par se transformer après des éons de désintégration radioactive, le tungstène-182.
L’abondance relative de ces éléments peut servir de sorte d’horloge cosmique, ont écrit les chercheurs, car l’hafnium-182 a une demi-vie d’environ 9 millions d’années (ce qui signifie que la moitié d’une quantité donnée de l’élément se serait désintégrée en quelque chose d’autre après cette période).
« Au moment où nous avons atteint huit demi-vies (environ 64 millions d’années), l’élément est fonctionnellement éteint » du système solaire, a déclaré Thiemens à Live Science dans un courriel. Si l’hafnium-182 a existé sur la lune, la collision a dû avoir lieu dans les 60 millions d’années qui ont suivi la formation du système solaire, avant que ces isotopes rares ne disparaissent complètement.
Comme les chercheurs s’y attendaient, les échantillons de roches lunaires d’Apollo se sont révélés plus abondants en tungstène-182 qu’ils ne l’étaient dans des roches similaires provenant de la Terre – ce qui suggère que la lune avait effectivement été riche en hafnium-182.
Donc, comment les scientifiques peuvent-ils être certains que la surabondance de tungstène-182 sur la lune provenait en fait de l’hafnium-182 décomposé, et qu’elle n’a pas été simplement ramassée sur Terre après la fin du processus de décomposition ? Selon M. Thiemens, cela a à voir avec la façon dont les éléments ont été distribués pendant la formation de la Terre.
« Lorsqu’une planète se forme, elle est entièrement fondue », a déclaré M. Thiemens. Lorsque le noyau de la Terre s’est formé (environ 30 millions d’années après le système solaire), les éléments lourds comme le fer ont coulé dans le noyau, entraînant avec eux les éléments sidérophiles (ou « aimant le fer »). Pendant ce temps, les éléments lithophiles (« qui aiment les roches ») sont principalement restés près de la surface pour faire partie du manteau de la planète. Le tungstène étant sidérophile, tout tungstène-182 présent lors de l’énorme impact aurait probablement déjà sombré dans le noyau de la Terre, a déclaré Thiemens. Le hafnium, quant à lui, en tant que lithophile, aurait probablement été abondant dans le manteau terrestre, juste à l’endroit de l’impact. On peut donc supposer que l’abondance de tungstène-182 dans les échantillons de la lune aujourd’hui provient de l’hafnium-182 décomposé ramassé sur la Terre au cours des 50 ou 60 premiers millions d’années de la vie du système solaire.
Donc, la lune est ancienne – probablement encore plus ancienne que la plupart d’entre nous le pensaient. Et, si vous nous demandez, elle n’a pas l’air d’avoir un jour de plus que 4,3 milliards.
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Originally published on Live Science.
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