La lune est vieille - c'est certain.
Comme la Terre et le reste du système solaire, la lune existe depuis environ 4,5 milliards d'années. Mais essayez de réduire l'âge des planètes plus que cela, et les scientifiques ont du mal à se mettre d'accord. Notre lune est-elle une "vieille lune" qui s'est formée 30 millions d'années après la formation du système solaire, ou une "jeune lune" qui s'est formée 170 millions d'années plus tard?
Dans une nouvelle étude publiée le 29 juillet dans la revue Nature Geoscience, les scientifiques décrivent de nouvelles preuves que notre lune est apparemment du côté le plus âgé. En analysant les ratios d'éléments radioactifs rares dans un échantillon de roches lunaires recueillies lors des missions Apollo, les scientifiques allemands ont réduit la date de la formation de la lune à environ 50 millions d'années après la naissance de notre système solaire - 150 millions d'années plus tôt que beaucoup estiment les études.
Ce sont des informations utiles si, par exemple, vous voulez acheter un gâteau à la lune avec le nombre approprié de bougies d'anniversaire - ou, comme l'ont écrit les auteurs de l'étude, si vous voulez mieux limiter les dates de naissance de la Terre.
"Comme la formation de la lune était le dernier événement planétaire majeur après la formation de la Terre, l'âge de la lune fournit également un âge minimum pour la Terre", a déclaré dans un communiqué le géologue et principal auteur de l'étude, Maxwell Thiemens, ancien chercheur de l'Université de Cologne.
C'est parce que la lune s'est probablement formée après un voleur, une planète de la taille de Mars est entrée en collision avec la jeune Terre au début du système solaire. Les débris de cet impact géant (principalement des morceaux de manteau pulvérisé de la Terre) ont été projetés dans l'atmosphère, finissant par se fondre dans le satellite rocheux rond que nous connaissons et aimons.
Cette théorie explique pourquoi la Terre et la Lune ont une composition chimique presque identique. Il est possible, par exemple, que lorsque cet impacteur voyou a percuté notre jeune planète, il ait ramassé de rares éléments de la Terre qui ne sont probablement pas venus d'ailleurs dans le système solaire. En étudiant la désintégration de certains des éléments radioactifs dans les roches lunaires modernes, les chercheurs allemands ont tenté de limiter les dates du grand impact et de la formation de la lune.
L'équipe était curieuse au sujet de deux isotopes rares (différentes versions d'éléments) en particulier - l'hafnium-182 et l'isotope qu'il se transforme finalement après des éons de désintégration radioactive, le tungstène-182.
L'abondance relative de ces éléments peut servir comme une sorte d'horloge cosmique, ont écrit les chercheurs, car le halfnium-182 a une demi-vie d'environ 9 millions d'années (ce qui signifie que la moitié d'une quantité donnée de l'élément se serait désintégrée en autre chose après cette heure).
"Au moment où nous avons atteint huit demi-vies (environ 64 millions d'années), l'élément est fonctionnellement éteint" du système solaire, a déclaré Thiemens à Live Science dans un courriel. Cela impose une limite stricte aux dates possibles auxquelles la proto-lune aurait pu ramasser l'isotope lors de sa collision avec la Terre; Si l'hafnium-182 a jamais existé sur la lune, la collision doit s'être produite dans les 60 premiers millions d'années environ après la formation du système solaire, avant que ces rares isotopes ne disparaissent complètement.
Comme les chercheurs s'y attendaient, les échantillons de roches lunaires d'Apollo se sont révélés plus abondants en tungstène-182 que dans des roches similaires de la Terre - ce qui suggère que la lune avait en effet été autrefois riche en hafnium-182.
Alors, comment les scientifiques peuvent-ils être certains que la surabondance de tungstène-182 de la lune provient en fait de l'hafnium-182 en décomposition, et n'a pas été récupérée de la Terre après la fin du processus de décomposition? Selon Thiemens, cela a à voir avec la façon dont les éléments ont été distribués pendant la formation de la Terre.
"Lorsqu'une planète se forme, elle est entièrement en fusion", a déclaré Thiemens. Au fur et à mesure que le noyau de la Terre s'est formé (environ 30 millions d'années après le système solaire), des éléments lourds comme le fer se sont enfoncés dans le noyau, emportant avec eux des éléments sidérophiles (ou "aimant le fer"). Pendant ce temps, les éléments lithophiles ("amoureux des roches") sont principalement restés près de la surface pour faire partie du manteau de la planète. Parce que le tungstène est un sidérophile, tout tungstène-182 qui était autour pendant l'impact énorme aurait probablement déjà coulé dans le noyau de la Terre, a déclaré Thiemens. L'hafnium, quant à lui, en tant que lithophile, aurait probablement été abondant dans le manteau terrestre, juste à l'endroit de l'impact. Il est donc prudent de supposer que l'abondance de tungstène-182 dans les échantillons de la lune provient aujourd'hui de l'hafnium-182 en décomposition prélevé sur la Terre au cours des 50 ou 60 premiers millions d'années de la vie du système solaire.
Donc, la lune est vieille - probablement même plus vieille que la plupart d'entre nous ne le pensaient. Et, si vous nous le demandez, cela ne fait pas un jour plus de 4,3 milliards.
