Les scientifiques pensaient que la Terre et la lune avaient approximativement le même âge, soit environ 4,57 milliards d’années. Mais une nouvelle analyse d’échantillons de roches lunaires suggère que la lune de la Terre est 200 millions d’années plus jeune que l’estimation précédente. Cette découverte pourrait modifier notre compréhension du moment et de la manière dont la lune – et la Terre – se sont formées. Les scientifiques ont annoncé leurs conclusions en ligne le 17 août 2011 dans la revue Nature.
Lars Borg, géologue planétaire au Lawrence Livermore National Laboratory, a dirigé le groupe qui a analysé des échantillons de roche lunaire – une partie du riche butin que les astronautes d’Apollo ont ramené de la lune il y a des décennies.
L’échantillon lunaire 60025. Les astronautes d’Apollo 16 l’ont collecté en 1972 lors de la cinquième mission lunaire et la première à échantillonner les hautes terres lunaires.
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Tout ce que vous voulez savoir sur l’échantillon 60025.
L’âge de la lune est basé sur les âges les plus anciens déterminés pour les roches lunaires. Plus précisément, ces scientifiques ont examiné l’échantillon lunaire 60025, qui est un type de roche lunaire appelé anorthosite ferroane, ou FAN. Les astronautes d’Apollo 16 l’ont recueilli en 1972 à environ 15 mètres au sud-ouest du module lunaire sur la surface de la lune.
Mais projetez votre esprit beaucoup plus loin dans le temps. Selon les théories actuelles, la lune se serait formée lorsqu’un objet de la taille de Mars est entré en collision avec la jeune Terre il y a environ 4,5 milliards d’années. L’impact de la taille de Mars sur la Terre a libéré du magma dans l’espace. Le magma est une roche en fusion située sous la croûte terrestre, à partir de laquelle on fabrique de la lave volcanique. Le magma a fini par se refroidir, formant la lune, selon cette théorie populaire.
Crédit image : NASA
À cause de cette théorie, les scientifiques d’aujourd’hui parlent d’un océan de magma qui aurait pu exister sur la lune peu après sa formation, il y a des milliards d’années. On pense que FAN est composé de magma provenant de ces anciennes mers en fusion sur la lune, ce qui en fait le matériau le plus ancien de la composition de notre satellite solitaire.
L’équipe a examiné les niveaux de plomb et d’isotopes de néodyme dans les échantillons lunaires du Johnson Space Center, en utilisant de nouvelles techniques pour améliorer les études similaires précédentes. Ils ont découvert que l’échantillon lunaire 60025 avait 4,36 milliards d’années, soit environ 200 millions d’années de moins que les estimations précédentes. Cet âge correspond aux plus anciens échantillons de roche connus sur Terre – trouvés en Australie.
Les échantillons lunaires sont délicats à travailler, et les scientifiques ont eu des difficultés dans le passé à les dater. Ces roches lunaires ont subi un réchauffement dû à des impacts pendant des milliards d’années, et contiennent des quantités relativement faibles d’isotopes utilisés dans la datation radiométrique).
Avant cette étude, les équipes qui analysaient les échantillons de FAN pouvaient déterminer un âge à partir d’une seule « horloge » isotopique dans un échantillon, ce qui rendait difficile de tirer des conclusions, selon Borg. Cette fois-ci, après un processus de nettoyage délicat, l’équipe de Borg a obtenu les âges de trois « horloges » isotopiques simultanément dans l’échantillon lunaire 60025. Les trois s’alignaient bien, indiquant que l’âge déterminé par l’équipe pour l’échantillon était précis.
Borg a déclaré à EarthSky:
L’échantillon que nous avons daté, 60025, était censé représenter la plus ancienne roche crustale lunaire parce qu’il s’est formé à la suite de la flottaison sur un océan primordial de magma. Un jeune âge de 4,36 milliards d’années pour 60025 suggère deux possibilités. Soit l’océan de magma s’est solidifié à 4,36 milliards d’années – un chiffre nettement plus jeune que les 4,50 milliards d’années avec lesquels la plupart des scientifiques lunaires sont à l’aise. Soit 60025 – et par déduction les autres FANs – ne sont pas des produits de flottaison de l’océan magmatique. Si les FAN ne sont pas dérivés d’un océan magmatique, l’une des observations clés qui a conduit à l’hypothèse de l’océan magmatique est invalide.
La lune semble éternelle, mais, comme la Terre, elle a une histoire, que les scientifiques tentent de comprendre. Image de pleine lune à Eastbourne, East Sussex, Grande-Bretagne. via Geograph
En d’autres termes, selon la théorie dominante, les FAN sont nés en flottant sur une surface liquide de magma terrestre qui avait été arraché à la Terre pour former la lune. Si l’équipe de Borg a raison, soit les mers magmatiques primordiales de la lune sont beaucoup plus jeunes que ne le permet la théorie actuelle, soit les FAN se sont développés d’une autre manière – un coup dur pour la théorie de l’océan magmatique de la lune dans son ensemble. Par conséquent, l’étude pourrait signifier de grandes choses pour les scientifiques lunaires.
Richard Carlson, du département de magnétisme terrestre de la Carnegie Institution, un autre membre de l’équipe de l’étude, a déclaré dans un communiqué de presse du 17 août 2011 :
L’âge extraordinairement jeune de cet échantillon lunaire signifie soit que la lune s’est solidifiée beaucoup plus tard que les estimations précédentes, soit que nous devons changer toute notre compréhension de l’histoire géochimique de la lune.
La ligne de fond : On pensait que la lune de la Terre avait 4,57 milliards d’années, mais une analyse détaillée de l’échantillon de roche lunaire 60025 indique qu’elle pourrait être jusqu’à 200 millions d’années plus jeune. Lars Borg, du Lawrence Livermore National Laboratory, a dirigé l’équipe de recherche, qui comprenait également Richard Carlson, de la Carnegie Institution.
Laura Dattaro est arrivée à EarthSky en provenance du Baltimore City Paper, où elle reste rédactrice adjointe, et de @ldattaro sur Twitter. Elle est diplômée de l’Université du Delaware en 2009, avec des diplômes en anglais et en musique. Elle considère la science comme un moyen d’unir l’humanité derrière un plus grand bien, en plus d’être simplement la chose la plus cool à lire et à écrire. Elle vit actuellement à Baltimore.