Environ 4,5 milliards il y a quelques années, une version primordiale de la Terre recouverte de lave en fusion tournait autour du soleil. À peine dans sa nouvelle existence, il a été frappé par un objet plus petit de la taille de Mars, appelé Theia, lors d’un événement explosif. Theia a été mise en pièces par l’impact, tandis qu’un énorme morceau de Terre a été envoyé dans l’espace.
L’attraction gravitationnelle de la majeure partie restante de notre planète a vu ce matériau tourbillonner autour de la Terre. Dans un laps de temps étonnamment court, peut-être moins de 100 ans, une partie de ce matériau s’est collée et a formé la lune.
Ou du moins, c’est ainsi que se déroule une théorie populaire de l’origine de la lune. Maintenant, cependant, de nouvelles preuves suggèrent que la lune a effectivement été créée à partir des débris de cet impact cosmique il y a des milliards d’années. La découverte de certains gaz à l’intérieur de la lune soutient l’idée et nous donne également de nouveaux détails importants sur la façon dont cela aurait pu se produire.
Alors qu’elle terminait son doctorat à l’Ecole polytechnique fédérale (ETH) de Zurich, Patrizia Will a étudié six météorites lunaires récupérées par la NASA en Antarctique au début des années 2000. Dans ces roches, elle et ses collègues ont trouvé de l’hélium et du néon piégés dans de minuscules perles de verre, qui se sont formées lors d’éruptions volcaniques sur la surface lunaire lorsque du magma a été extrait de l’intérieur de la lune. Ces gaz, connus sous le nom de gaz nobles parce qu’ils sont relativement peu réactifs, semblent provenir de la Terre et ont probablement été hérités par la lune “lors de sa formation”, explique Will. La recherche a été publiée dans la revue Science Advances.
Des travaux antérieurs ont fait allusion à l’hypothèse de l’impact géant. Les roches lunaires présentent une similitude frappante avec les roches terrestres, suggérant une origine commune. Pourtant, il existe des différences essentielles : les roches lunaires ont une version plus légère du chlore, par exemple, indiquant un événement dramatique au début de l’histoire de nos deux mondes qui a séparé certains matériaux.
La plupart des scientifiques conviennent maintenant que cet événement était une collision gigantesque. “Nous sommes assez attachés à l’hypothèse de l’impact géant”, déclare Sujoy Mukhopadhyay, géochimiste de l’Université de Californie à Davis, qui n’a pas participé à l’étude de Will. “C’est toujours la meilleure hypothèse sur la table.”
Suite à l’impact, un disque de matériau déplacé par la collision – peut-être un beignet de roche vaporisée connu sous le nom de synestia, mesurant des milliers de degrés de température – peut s’être formé autour de notre planète. La quantité de néon et d’hélium découverte dans les échantillons lunaires soutient la théorie selon laquelle la lune s’est formée dans cette synestie, car l’abondance relative de ces gaz suggère qu’ils provenaient du manteau terrestre et ont été projetés dans l’espace par l’impact avant d’être fusionnés à l’intérieur de notre satellite. Si ces gaz avaient plutôt été transportés à travers l’espace vers la lune par les vents solaires, nous nous attendrions à ce qu’il y ait des quantités beaucoup plus faibles présentes dans les météorites analysées.
“C’est un travail vraiment intéressant”, déclare Mukhopadhyay, notant qu’aucune étude n’a été en mesure de trouver des preuves de tels gaz indigènes dans les roches lunaires auparavant. “Les concentrations sont très faibles, donc c’est très difficile à détecter”, explique Ray Burgess, géochimiste de l’Université de Manchester et examinateur de l’étude de Will. “C’est un grand pas en avant.”
