LA LUNE

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SES ORIGINES

Jusqu’aux missions Apollo et Luna, 3 hypothèses sur la formation de la Lune s’opposaient. Depuis, l’analyse des échantillons du sol lunaire (1975) et les photographies effectuées lors des missions ont permis de donner naissance à une quatrième hypothèse. Nouvelle théorie qui reste aujourd’hui la plus plausible pour la majorité des chercheurs.


1) La formation par fission de la Terre :


Cette théorie a pu être proposée par l’astronome Georges DARWIN en 1880. (L’un des fils de Charles Darwin). Cette théorie permettrait d’expliquer la similitude d’âge entre la Terre et la Lune.

Cette hypothèse propose que la formation du noyau terrestre aurait accéléré la vitesse de rotation de la Terre. La force centrifuge aurait étiré la zone équatoriale formant ainsi un bourrelet de matière qui aurait fini par se détacher. Ensuite la Lune se serait éloignée jusqu’à son orbite actuelle.

Mais cette théorie implique une vitesse de rotation très importante pour quelle puisse devenir assez fluide. Des simulations ont montré que la Terre aurait du tourner sur elle-même en 2h30 ce qui semble difficile à imaginer. Par ailleurs, des analyses d’échantillons prélevés sur la Lune et comparés à ceux de la Terre mettent en évidence une différence de composition qui infirme cette hypothèse.

 

2) La Capture gravitationnelle :


Cette théorie a été proposée par le chercheur allemand GERSTENKOM en 1955. Tout simplement, la Lune se serait formée dans une autre région et aurait été capturée par la Terre lorsqu’elle se serait rapprochée suffisamment pour être attrapée par le champs gravitationnel de la terre.

Il existe plusieurs objections à cette théorie :
- un corps céleste passant à proximité de la Terre serait détruit par les effets de marées
- ou bien rejeté sur une nouvelle orbite autour du Soleil
- ou encore, propulsé vers la Terre avec laquelle il entrerait en collision.

Par ailleurs, La Terre et la Lune possèdent les mêmes isotopes d’oxygène (atomes avec un nombre de protons égal et de neutrons différent) ce qui implique qu’elle se soient formée dans la même région du système solaire.

 

3) L’accrétion – Formation en orbite terrestre :


Cette théorie a été proposée par l’astrophysicien soviétique RUSKOL dans les années 60’s.
Elle propose que la Terre et la Lune soient des planètes doubles. La lune se serait formée :
- soit en même temps que la Terre
- soit peu après, à partir de débris gravitant autour de la Terre.

Mais cette hypothèse ne permet pas de comprendre la différence entre les éléments volatils nombreux sur la Terre et les éléments réfractaires nombreux sur la Lune.
Par ailleurs, pourquoi les autres planètes telluriques ne se seraient –elles pas développées de la même manière ?



4) L’impact planétaire:


Cette théorie a été envisagée dès 1946 par Reginald DALY (Havard), qui suggérait une collision géante, mais cela passa inaperçu.

En 1975 deux équipes distinctes ont repris cette idée et l'ont présentée au colloque de Kona (Hawaii) en 1984 :
- William HARTMANN et Donald DAVIS de Tucson.
- Alastair CAMERON et William WARD de Pasadena.

Cette nouvelle théorie a pu être mise en place suite à l’analyse des échantillons recueillis sur la Lune et de la remise en cause des précédentes théories.

Un énorme bolide (6 500 km), allant à 40 000 km/h, serait entrée en collision avec la Terre, alors en formation (il y a 4,5 MA), lui arrachant les matériaux constituant la Lune aujourd’hui (En 1984, W.Benz, W.L.Slattery et A.G.Cameron ont pu effectuer des simulations) Notons que l'astéroïde responsable de la disparition des dinosaures sur Terre mesurait 10 km...

 

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Plus précisément, avant cette collision, les deux astres auraient déjà été différenciés (noyau de fer et de nickel + manteau de silicates) Cette collision très importante aurait provoqué une gigantesque explosion. Des morceaux des deux manteaux et des croûtes rocheuses auraient été éjectés dans l’espace. Le noyau de la planète « impactante » se serait séparée du manteau et en heurtant la Terre aurait été absorbée par cette dernière. Les débris des deux manteaux silicatés se seraient alors agglutinés pour constituer la Lune.


Cette dernière supposition fait de cette théorie la meilleure, car l’on sait aujourd’hui que la composition de la Lune ressemble beaucoup au manteau de la Terre, qu’elle est riche en éléments réfractaires, et pauvre en fer et en éléments volatils.
En 1998, la sonde Lunar Prospector montre qu'il n'y a que 4% de fer sur la Lune pour 33 % sur la Terre.
Les matériaux expulsés lors de la collision auraient suffisamment chauffés pour perdre leurs composés volatils et s’enrichir en matière réfractaire.

Autre hypothèse : l’impact se serait produit après la formation du noyau de fer de la Terre et la matière propulsée ne pouvait qu’être pauvre en fer.


Beaucoup de chercheurs se rallient à ce scénario mais il reste beaucoup de questions en suspens.

De quelle taille était la planète errante ? et quelle temps a-t-il été nécessaire à l’accrétion de la Lune après l’impact ?


- dans les années 80, une estimation est faite de l'objet. Cet astre, nommé par certains chercheurs "Théia" ou "Orphéus", aurait du être de la taille de Mars (soit 10 % de la masse terrestre) pour rendre possible la formation de la Lune (1% de la masse terrestre)

- En 1997, l’équipe de l’astrophysicienne Robin CANUP (Colorado) a effectuée de nouvelles simulations :
= 1 ère conclusion : l'objet mesurait au moins 3 x la taille de Mars,
= 2nd conclusion : entre 15 et 40 % seulement de matière pulvérisée auraient servi à la formation de la Lune et ce en moins d’un an (alors que généralement il faut des millions d’années pour ce genre d’événement géologique)

 

Toujours d’après Robin CANUP :


Certains débris formant un disque autour d
e la Terre seraient retombés sur la planète, alors que d’autres auraient constitué un anneau, permettant ainsi le processus d’accrétion.
- en quelques mois = elle estime une 15ène de planétoïdes formés, jusqu’à leur fusion en un seul objet.
- La Lune est alors à une distance entre 17 000 et 29 000 km de la Terre, suffisamment pour ne pas voler en éclat (effet de marées)
- Puis elle se serait éloignée progressivement. Aujourd’hui elle est à une distance de 384 408 km en moyenne.

 

Mais des questions persistent encore ...


- pourquoi l’orbite de la Lune est-elle inclinée de 10° par rapport à l’équateur terrestre ? et serait alors différente des autres satellites naturels ?

D’après William WARD et Robin CANUP, cette trajectoire serait le résultat d’une interaction entre la prélune et un disque (reste de débris) aujourd’hui disparu.

 

- d’où venait cet astre impactant ?

Certains scientifiques supposent que cet astre aurait pu être attiré vers le centre du système solaire suite à la déstabilisation de la ceinture d'astéroïdes, provoquée par l'alignement des deux plus grosses planètes de notre système : Jupiter et Saturne.


- comment est-il arrivé si près jusqu’à heurter la Terre ?

Je cherche encore des hypothèses... ;)

 

Depuis, Robin CANUP et Erik ASPHAUG ont repris leurs simulations (en 2000 et 2001) Selon les résultats obtenus, le choc a pu se produire plus tôt qu’on ne l’avait imaginé, juste à la fin de la formation de la Terre, 50 à 70 millions d’années après l’apparition des premières météorites.

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La Lune

 

Planète Newty