Origine de la Lune et l’énigme du tungstène
Formation de la Lune
Selon l’hypothèse de l’impact géant largement admise, la Lune s’est formée il y a environ 4,5 milliards d’années lorsqu’un corps de la taille de Mars appelé Théia est entré en collision avec la Terre. Les simulations et les analyses des roches lunaires suggèrent que la Lune est principalement composée de matériaux provenant du manteau de Théia, dont la composition est similaire à celle du manteau terrestre.
Composition chimique de la Lune
Cependant, les planètes ont généralement des compositions chimiques distinctes. Si Théia s’est formée loin de la Terre, sa composition aurait dû être différente et celle de la Lune ne devrait pas ressembler à celle du manteau terrestre.
L’énigme du tungstène
Un élément qui complique l’histoire de l’origine de la Lune est le tungstène. Le tungstène est un élément sidérophile qui a tendance à s’enfoncer vers les noyaux des planètes. Par conséquent, la Lune et la Terre devraient avoir des quantités très différentes de tungstène, car le manteau riche en tungstène de Théia aurait été incorporé à la Lune lors de l’impact.
Similarités isotopiques
Deux études indépendantes ont examiné le rapport de deux isotopes du tungstène dans des roches lunaires et des échantillons terrestres. Elles ont découvert que les roches lunaires contiennent un peu plus de tungstène 182 que la Terre, une découverte intrigante car le tungstène 182 est produit par la désintégration radioactive du hafnium 182, qui a une courte demi-vie.
L’hypothèse du placage tardif
La solution la plus simple à l’énigme du tungstène est l’hypothèse du placage tardif. Cette hypothèse suggère que la Terre et la proto-Lune avaient initialement des rapports isotopiques du tungstène similaires. Cependant, la Terre, étant plus grande et plus massive, a continué à attirer des planétésimaux après l’impact, ajoutant de nouveaux matériaux à son manteau. Ce placage tardif aurait eu plus de tungstène 184 par rapport au tungstène 182, tandis que la Lune aurait conservé le rapport de l’impact.
Preuves d’un placage tardif
L’hypothèse du placage tardif est étayée par le fait que la Terre a plus d’éléments sidérophiles (éléments qui aiment le fer) dans son manteau que prévu. Ces éléments auraient dû s’enfoncer dans le noyau mais ont dû être apportés sur Terre après la formation du noyau par des impacts de météorites.
Similarité des rapports isotopiques du tungstène
Pour que la proto-Lune corresponde au rapport isotopique du tungstène de la Terre, Théia et la Terre doivent avoir commencé avec des abondances en tungstène très similaires. Résoudre cette énigme nécessitera d’autres études planétaires, mais l’histoire de l’origine lunaire devient plus claire.
Rôle des planétésimaux dans la formation lunaire
Les simulations ont montré qu’il est plus probable que de gros impacts se produisent entre des corps qui se sont formés proches les uns des autres et ont donc des compositions similaires. Cela soutient l’idée que Théia s’est formée relativement près de la Terre.
Planétésimaux et placage tardif
Les planétésimaux ont continué à bombarder le jeune système solaire après la formation de la Lune. La Terre a ramassé plus de ce matériel de placage tardif que la Lune, ce qui a encore contribué aux différences dans leurs compositions.