La Lune serait plus jeune que ce que l’on pensait

Quel âge a notre satellite ? Cent millions d’années de moins que ce que disent les théories en vigueur, soit environ 4,4 milliards d’années. Voilà ce qu’affirme de nouveau Richard Carlson, lors d’un colloque qui se tient au Royaume-Uni sur le thème de l’origine de la Lune.

Une des remarquables photographies prises en 2007 par la sonde japonaise Kaguya qui tournait autour de la Lune à très faible altitude. © Jaxa, NHK

Le scénario de l’impact entre une protoTerre et une planète de la taille de Mars (appelée Théia) qui aurait conduit à former le couple Terre-Lune est assez largement adopté aujourd’hui. Le choc se serait produit il y a plus de 4 milliards d'années, lors de l’Hadéen. Les détails de l’histoire sont cependant encore loin d’être connus (certains avancent que la Terre aurait eu, un temps, deux lunes), et on en débat actuellement à la Royal Society de Londres.

Lors d’un exposé, qui a donné lieu à un communiqué de presse diffusé aux médias, Richard Carlson(Carnegie Institution, Washington, États-Unis) a présenté les résultats d’un long travail qui rajeunit notablement la Lune. L’impact, date de naissance officielle de notre satellite, se serait produit entre 4,45 et 4,40 milliards d’années avant notre ère, plutôt que vers 4,56 milliards d’années.

Une vue d'artiste de la collision entre la protoTerre (à droite) et Théia (à gauche). Le choc aurait conduit à la fusion des deux noyaux, tandis que les manteaux des deux corps, arrachés, auraient formé un disque de débris qui aurait fini par s'agglomérer, formant la Lune. © Fahad Sulehria

Des indices convergents pour dater la collision à l’origine de la Lune

L’étude est basée sur une modélisation plus précise de la formation des grands corps du Système solaire, quand a commencé l’accrétion des poussières en orbite, il y a 4,568 milliards d’années. Cette formation a été rapide, pensent les astronomes, et il n’a fallu que deux millions d’années environ pour former un certain nombre de planétésimaux au sein desquels a démarré une différenciation géologique. La chaleur issue des chocs successifs, et maintenue par laradioactivité interne, a liquéfié le cœur de ces planétésimaux où les éléments les plus lourds, comme le fer, tombaient vers le centre tandis que les plus légers migraient vers le haut, formant une atmosphère. Les plus massifs d’entre eux l’ont conservée, tandis que les plus légers l’ont perdue. Formée par la collision de plusieurs petits planétésimaux dépourvus d’atmosphère, la Terres’est trouvée riche en éléments lourds, et pauvre en éléments volatils.

La datation de tels événements sur une planète aussi massive que la Terre est difficile, car ils s’étalent sur une période très longue, dont la lecture est confuse. « Chaque étape tend à effacer ou au moins à masquer les événements précédents », explique Richard Carlson dans le communiqué. En revanche, les astéroïdes, plus petits et à la genèse plus simple et rapide, sont aisément lisibles. « Si vous demandez l’âge de Vesta, la réponse pourrait être 4,565 ± 0,001 milliards d’années. » Sur ce petit corps, le refroidissement a été rapide et la géologie s’est figée à jamais, laissant ses roches dans l’état où elles étaient au moment de la solidification. Puisqu’une famille de météorites – les eucrites – provient de Vesta, nous pouvons connaître précisément l’âge de ce corps gravitant entre Mars et Jupiter.

Comparer les âges des corps célestes pour savoir l’âge de la Lune

L’équipe explique que ce genre de comparaisons entre les âges connus de différents corps du Système solaire l’a amenée à cette datation de 4,45 à 4,40 milliards d’années pour la Lune. Richard Carlson s’est appuyé également sur une révision de l’âge de la croûte lunaire, dont il déclarait déjà en 2011 qu’elle ne remontait qu’à 4,36 milliards d’années. Enfin, selon lui, les datations des plus anciennes roches connues de la Terre conduisent à poser l'existence d'un « événement de différentiation majeure » il y a 4,45 milliards d’années.

Pour Richard Carlson les conséquences de ce rajeunissement ne sont pas anecdotiques. Si l’impact a eu lieu plus tard, la protoTerre avait peut-être déjà commencé à se différencier et disposait alors d’une atmosphère primitive, laquelle aurait pu être dispersée dans l’espace par le choc. La conférence de la Royal Society se termine demain : il y aura probablement d’autres nouvelles idées à débattre sur la formation du couple Terre-Lune…