L'impacteur qui a percuté la Terre pour créer la Lune n'était pas plus gros que Mars

Publié par Adrien le 24/01/2018 à 00:45
Source: CNRS-INSU
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Une équipe de l'Institut de physique du globe de Paris (IPGP) en collaboration avec des scientifiques de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) vient de modéliser l'effet géochimique de l'impact géant qui a heurté la Terre pour donner naissance à la Lune. Cet impacteur serait un objet relativement "petit", représentant au maximum 15% de la masse de la Terre (La masse de la Terre (M) est estimée à 5,9736×1024 kg. Elle est obtenue à...). Leurs conclusions ont été publiées dans la revue Geophysical Research Letters, le 14 décembre 2017.


NASA/JPL-Caltech

C'est au milieu des années 1970 que les astronomes élaborèrent la théorie actuelle de formation de la Lune: notre satellite (Satellite peut faire référence à :) aurait été créé suite à une collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de...) géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le...) entre la Terre et une protoplanète (Une protoplanète est un agrégat de matière important qui va donner naissance à...) de la taille de Mars (environ un dixième de la taille de la Terre) appelée Theia. La collision aurait produit un nuage de gaz et de débris, lequel aurait rapidement condensé pour donner naissance à la Lune. Cette hypothèse dite de "l'impact géant" est toutefois confrontée aujourd'hui à une difficulté conséquente: elle ne peut expliquer pourquoi la Lune et la Terre sont isotopiquement identiques.

Pour y remédier, deux modèles différents ont récemment été proposés, qui expliqueraient dans quelle mesure la Lune se révèle être un véritable clone de la Terre, mais avec des prédictions radicalement différentes de la taille de l'impacteur Theia. Dans le premier scénario, deux demi-Terres auraient fusionné pour former le système Terre-Lune. Les astres résultants de cette union seraient de natures identiques par symétrie impacteur-impacté. La deuxième hypothèse suggère que Theia devait être un petit projectile (quelques pourcentages de la masse de la Terre) qui heurta notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) à très grande vitesse (On distingue :).

Afin de départager ces deux scénarios, une équipe de l'Institut de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) du globe de Paris et de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne a cherché à déterminer comment chaque modèle impacte la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) globale de la Terre. Qu'il s'agisse d'un petit ou d'un grand impacteur, ce dernier a dû laisser une empreinte chimique dans le manteau terrestre, qui diffère selon la masse de Theia. Les chercheurs ont donc confronté ces résultats aux mesures géochimiques du manteau terrestre.

Ils ont ainsi effectué plus de deux millions de simulations de l'impact et des équilibres chimiques qui en résultent, en variant la masse de Theia mais également d'autres paramètres parmi lesquels le degré de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...) de la Terre avant et après l'impact, la profondeur de pénétration du noyau de l'impacteur dans le manteau terrestre ou encore son degré d'équilibrage avec ce manteau. Quel que soit le scénario, il s'avère qu'un impacteur de masse supérieure à 15% de la masse de la Terre - c'est-à-dire légèrement plus lourd que Mars - n'est pas cohérent avec la chimie du manteau ; il fabrique systématiquement un manteau trop enrichi en métaux tels que le nickel et le cobalt (Le Cobalt est un élément chimique, de symbole Co et de numéro atomique 27 et de...).

Par conséquent, la Lune a dû se former suite à une collision avec un impacteur relativement petit et de haute énergie, garantissant un manteau terrestre tel que celui que nous observons aujourd'hui et une composition isotopique lunaire (Pour les homonymes, voir Pierrot lunaire, une œuvre de musique vocale d'Arnold Schönberg.) identique à celle de la Terre.
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