Une nouvelle preuve que la Lune est issue d'une collision avec la Terre il y a 4,5 milliards d'années

Depuis des millénaires, la Lune fascine. Tout comme la question de son origine et de sa formation, qui anime les débats scientifiques depuis près de cinq siècles. Aujourd'hui, l'hypothèse communément admise est celle d'un impact géant entre la Terre et un autre corps céleste important. Pourtant, malgré les preuves qui s'accumulent chaque année un peu plus, il reste quelques zones d'ombres pour étayer complètement cette théorie.

Dans une nouvelle étude publiée dans Science Advances, des scientifiques affirment cependant apporter l'argument irréfutable d'une telle origine.

Des fragments de Lune en Antarctique

Tout part de l'analyse de plusieurs météorites lunaires retrouvées en Antarctique. Ces météorites sont constituées de roches volcaniques et plus précisément de basaltes, qui proviennent du refroidissement très rapide d'un magma formé entre 200 et 400 km de profondeur. C'est ce type de roches qui forme les grandes mers lunaires que l'on peut apercevoir à l'œil nu depuis la Terre.

Parmi les cristaux formant les basaltes, se trouvent ainsi de minuscules particules de verre volcanique qui ont la particularité d'avoir emprisonné l'empreinte chimique du manteau lunaire. Une signature précieuse et rare car les météorites analysées ont la particularité de provenir de l'intérieur d'une coulée basaltique, et non de la surface lunaire soumise en permanence à l’action érosive des vents solaires.

Longtemps, l'étude de la formation de la Lune s'est en effet heurtée à la difficulté de trouver des échantillons de roches « fraîches », dont la composition isotopique n'a pas été altérée par l'action des rayons cosmiques qui bombardent en permanence la surface de notre satellite. C'est d'ailleurs tout le problème avec les échantillons rapportés par les différentes missions Apollo. Pour obtenir des échantillons de roches représentatifs de la composition initiale de la Lune, il est donc nécessaire d'aller forer la surface lunaire (plus facile à dire qu'à faire)... ou d'attendre qu'un astéroïde fasse le travail.

Sans la protection assurée par une atmosphère, la surface de la Lune est en effet soumise en continu aux impacts d'astéroïdes.

Or, des impacts suffisamment importants ont la capacité d'éjecter dans l'espace des fragments de croûte lunaire provenant non seulement de la surface, mais également de niveaux plus profonds, jusqu'alors protégés des vents solaires. Ces fragments nous sont ensuite parvenus sous la forme de petites météorites.

Une composition en gaz nobles non altérée par les vents solaires

L'analyse isotopique des fines particules de verre volcanique contenues dans les basaltes lunaires a ainsi permis aux scientifiques de l'ETH Zurich d'identifier la présence de plusieurs gaz dits nobles : l'hélium et le néon. Or, ces gaz représentent d'excellents traceurs pour remonter à la source des éléments volatiles composant les planètes, et en particulier la Lune. Parmi leur origine possible : les vents solaires. Mais cette hypothèse a rapidement été écartée, les échantillons ayant été protégés. Pour les chercheurs, l'hélium et le néon contenus dans les particules de verre basaltique sont donc indigènes et ont été acquis au moment de la formation de la Lune.

Les scientifiques se sont donc tournés vers la composition du manteau terrestre primitif et ont comparé la signature isotopique en gaz noble de la Terre et de son satellite. Les données viennent corroborer l'hypothèse d'un impact géant à l'origine de la Lune.

La Lune aurait ainsi hérité de la composition du manteau terrestre, notamment en ce qui concerne les gaz nobles et d'autres éléments volatiles.  

Futura-Sciences