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Posté par Adrien le Mercredi 24/01/2018 à 00:45
L'impacteur qui a percuté la Terre pour créer la Lune n'était pas plus gros que Mars
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 (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 moyenne séparant la Terre de la Lune est...). Cet impacteur serait un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être...) relativement "petit", représentant au maximum 15% de la 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 la contribution du corps à la force de gravitation (la masse...) 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...). 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 (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 sur l’observation ou...) 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 l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux branches au-dessus de la...) entre la Terre et une protoplanète (Une protoplanète est un agrégat de matière important qui va donner naissance à une planète après plusieurs millions d'années...) de la taille de Mars (environ un dixième de la taille de la Terre) appelée Theia. La collision aurait produit un nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage dépend de la lumière qu’il...) de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume...) 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 l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre...) à très grande vitesse (On distingue :).

Afin de départager ces deux scénarios, une équipe de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans...) du globe de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents...) 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 l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) 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 (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de 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...) 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 (Le nickel est un élément chimique, de symbole Ni et de numéro atomique 28.) et le cobalt.

Par conséquent, la Lune a dû se former suite à une collision avec un impacteur relativement petit et de haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.), 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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Source: CNRS-INSU
 
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