Il y a plus de 4,5 milliards d’années, une collision cataclysmique entre la Terre et un objet de la taille de Mars nommé Theia a entraîné la formation de notre Lune. De nouvelles recherches suggèrent qu’il ne s’agissait pas d’une rencontre fortuite : Theia pourrait être originaire de la même région du système solaire primitif que la Terre, ce qui signifie que les deux planètes étaient autrefois voisines célestes. Cette découverte modifie notre compréhension de la naissance de la Lune et de la dynamique du système solaire primitif.
Le grand impact et ce que nous savons
La collision entre la Terre et Theia a été un moment déterminant dans l’histoire de notre planète, déterminant sa composition, sa masse et son orbite. Cependant, comme Theia a été complètement détruite lors de l’impact, de nombreuses questions demeurent quant à ses origines. Les principales inconnues incluent sa taille, sa composition et l’emplacement précis de sa formation au sein du système solaire primitif.
Les scientifiques cherchent depuis longtemps à reconstruire les caractéristiques de Theia en analysant les vestiges de la collision – la Terre et la Lune. Cette nouvelle étude se concentre sur les signatures isotopiques des éléments présents dans des échantillons de roches terrestres et lunaires afin de préciser les origines possibles de Theia.
Les rapports isotopiques révèlent des indices
La clé de la reconstruction de Theia réside dans les rapports des différents isotopes (variations d’éléments avec des nombres de neutrons différents). Au début du système solaire, les isotopes n’étaient pas distribués uniformément. Par conséquent, les rapports isotopiques spécifiques au sein d’un corps céleste peuvent révéler s’il s’est formé plus près du soleil ou plus loin.
L’équipe de recherche a examiné les isotopes du fer, du chrome, du molybdène et du zirconium dans 15 roches terrestres et six échantillons lunaires collectés par les astronautes d’Apollo. L’analyse a confirmé la relation étroite entre la Terre et la Lune, déjà connue grâce à d’autres études isotopiques. Cependant, cette équipe est allée plus loin, comparant les rapports isotopiques à la composition de la Terre pour tester différents scénarios concernant la taille et la composition de Theia.
Le manteau terrestre détient la clé
Un indice crucial est venu du noyau en fusion de la Terre, qui s’est formé au début de l’histoire de la planète et a accumulé des éléments lourds comme le fer et le molybdène. Ce processus a laissé le manteau terrestre (la couche entre la croûte et le noyau) dépourvu de ces éléments. Tout fer trouvé dans le manteau aujourd’hui est probablement arrivé après le noyau formé, potentiellement transporté par Theia lors de l’impact.
Comme l’explique Thosten Klein, membre de l’équipe, ** « La composition d’un corps archive toute son histoire de formation, y compris son lieu d’origine. »** Cela suggère que Theia a livré une partie importante de fer au manteau terrestre.
Les arguments en faveur d’une origine interne du système solaire
Pour affiner leur modèle, l’équipe a comparé les signatures isotopiques de la Terre et de Theia à celles trouvées dans les météorites – des fragments d’astéroïdes formés à côté des planètes. La composition de la Terre correspond à un mélange de types de météorites connus provenant de diverses parties du système solaire. Cependant, La composition prévue de Theia ne correspond à aucun type de météorite connu. Cela implique que Theia pourrait s’être formée à partir de matériaux jusqu’alors inconnus, renforçant l’argument selon lequel elle serait originaire plus près du soleil que la Terre.
Cette découverte remet en question les modèles précédents qui positionnaient Theia comme une étrangère du système solaire externe. Cela suggère que le premier système solaire interne était un environnement plus peuplé et plus dynamique qu’on ne le pensait auparavant.
La nouvelle recherche souligne que la Terre et Theia étaient probablement voisines au début du système solaire, nées des mêmes matériaux et conditions. Cette idée affine non seulement notre compréhension de la formation de la Lune, mais soulève également des questions plus larges sur la migration planétaire et la répartition des matériaux dans le premier système solaire.
