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Posté par Adrien le Vendredi 11/08/2017 à 00:00
La Lune, une composition très Terre-à-Terre
Deux chercheurs de l'Institut de physique du globe de Paris et de l'Université Sorbonne Paris Cité, apportent un nouvel éclairage sur l'origine de la Lune et son lien avec la Terre. En utilisant des roches lunaires magmatiques fortement concentrées en magnésium collectées lors des missions Apollo 15 et Apollo 17, ils montrent dans une étude publiée dans Earth and Planetary Science Letters, le 1er août 2017 que les compositions de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus...) et de la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance...) sont encore plus semblables que ce que l'on suspectait jusque là.


Vue par satellite (Satellite peut faire référence à :), planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique,...) Terre et la Lune. Crédits: Public Domain Pictures

Les échantillons lunaires volcaniques rapportés sur Terre à l'issue des missions Apollo dans les années 1970 se sont distingués par leurs similarités chimiques avec les roches volcaniques terrestres, bien que très appauvris en composés volatils. Cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) a donné lieu à un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de théories sur la manière dont la Lune a pu se former, comme l'agglutination d'un large "morceau" de roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du sous-sol est formé par un assemblage de minéraux, comportant parfois...) éjecté de la Terre, la fission d'une jeune Terre, ou encore un impact géant. C'est cette dernière théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée...) qui est privilégiée ces dernières années, ayant été admis que les collisions entre les embryons planétaires en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de croissance sont des facteurs fondamentaux de la formation des planètes, pouvant de ce fait expliquer l'appauvrissement en éléments volatils. Dans ces différents scénarios d'impacts, les modèles numériques prédisent que le matériel qui forme la Lune devrait provenir de l'impacteur (et non de la Terre), produisant ainsi des roches lunaires avec des compositions différentes des roches terrestres.

Le fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous...), l'unique élément qui soit plus abondant dans les roches lunaires que dans les magmas terrestres, est une exception. En effet, dans le cas où cet enrichissement en fer proviendrait de l'impacteur, une signature isotopique de ce matériel impactant devrait être présente dans les roches lunaires. Les isotopes étant des types d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est généralement...) d'un même élément chimique avec une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre...) légèrement différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de...), ils peuvent être séparés les uns des autres au cours des divers processus de formation planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire (le Soleil et ses planètes) en tout ou partie. Généralement les astres représentés sont animés soit manuellement,...), tels que la formation du noyau ou l'évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente de l'ébullition qui est une transition rapide. C'est un changement d'état appelé vaporisation.). Les premières études de la composition isotopique des roches volcaniques lunaires ont montré un léger enrichissement en isotopes lourds du fer par rapport à la Terre, laissant supposer que le fer de la Lune proviendrait bien d'une source autre que la Terre. Ceci en partant du principe que les roches volcaniques lunaires soient représentatives de la composition de la Lune toute entière, hypothèse discutable du fait d'un manque de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à...), condition nécessaire à l'homogénéisation du manteau lunaire (Pour les homonymes, voir Pierrot lunaire, une œuvre de musique vocale d'Arnold Schönberg.) suite à sa solidification (La solidification est l'opération au cours de laquelle un liquide passe à l'état solide. Cela peut se faire par refroidissement (cas le plus courant), par...), à la différence de la Terre.

Les scientifiques évaluent la composition isotopique du fer de la Lune en analysant pour la première fois les rapports isotopiques du fer dans les roches plutoniques (crystallisées en profondeur), dites "Suites Magnésiennes", qui sont les plus anciens échantillons lunaires magmatiques dérivés de la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion s'effectue à température...) des premiers cristaux formés suite au refroidissement de la Lune. Il s'avère que ces échantillons ont des rapports Fe/Mg identiques aux roches du manteau terrestre (constituant la majeure partie de la planète), à la différence des roches volcaniques lunaires présentant une teneur en Fe/Mg plus élevée et une signature isotopique du fer similaire à celle de la Terre. Les deux chercheurs démontrent ainsi que les "Suites Magnésiennes" fournissent un meilleur analogue pour la composition de la Lune que ne le font les roches volcaniques, excluant toute perte ou gain de Fe au cours de l'impact géant. Il est donc raisonnable de penser que la Lune est composée presque entièrement de matériel du manteau terrestre.

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Source: CNRS-INSU