Il n’est pas facile de revenir sur plusieurs milliards d’années d’histoire, et les nouvelles découvertes nous incitent continuellement à repenser la façon dont la Lune est née. Aujourd’hui, une nouvelle étude suggère que le satellite de la Terre est beaucoup plus jeune que ce qu’on a tendance à penser, à savoir environ 85 millions d’années de moins, en fait.

Image d’entête : collision entre la Terre et une petite planète, dont les restes de la collision formeront la Lune. (Ron Miller)

Les chercheurs affirment que les échantillons de roches lunaires recueillis lors des missions Apollo ne sont pas assez vieux pour vérifier le chiffre normalement accepté de 4,51 milliards d’années pour l’âge de la Lune, mais qu’il peut être calculé en remontant jusqu’aux tout premiers instants de notre plus proche voisine céleste.

Selon l’hypothèse communément admise, la Lune s’est formée à partir des débris d’une collision entre la Terre et une plus petite planète appelée Théia, expulsant de la roche en fusion qui s’est finalement solidifiée en un corps entier qui a commencé à orbiter autour de la Terre.

Cela signifie que la roche qui compose la Lune vient de la Terre et peut être utilisée pour la dater, avec une modélisation sophistiquée. La nouvelle étude suggère que la Lune a été créée lorsque la Terre était presque entièrement formée.

Selon le géophysicien Maxime Maurice du Centre aérospatial allemand (DLR) :

Les résultats de notre dernière modélisation suggèrent que la jeune Terre a été frappée par une protoplanète quelque 140 millions d’années après la naissance du système solaire, il y a 4,567 milliards d’années.

Selon nos calculs, cela s’est produit il y a 4,425 milliards d’années, avec une incertitude de 25 millions d’années, et la Lune est née.

Les modèles réalisés par Maurice et ses collègues ont pris en compte deux échelles de temps : l’âge de la Terre lorsque Théia l’a heurtée et le temps que l’énorme magma de l’océan lunaire a mis pour refroidir après avoir commencé à se solidifier.

Océan de magma et première croûte rocheuse sur la Lune. (NASA/ Goddard Space Flight Center)

Ce second processus a duré environ 200 millions d’années du début à la fin, comme le montrent les modèles des scientifiques. Les simulations basées sur l’évolution des minéraux de silicate de la Lune ont conduit les chercheurs à l’âge final de la Lune, soit 4,425 milliards d’années.

La nouvelle analyse est très détaillée et indique le nombre de facteurs à prendre en compte : comment, par exemple, les trous percés dans la surface lunaire ont pu affecter la vitesse de refroidissement de la Lune et quelle était la profondeur de l’océan de magma originel.

Structure schématique de l’intérieur de la Lune primitive. (DLR/ Maxime Maurice)

Selon la géophysicienne Sabrina Schwinger du Centre aérospatial allemand :

En comparant la composition mesurée des roches de la Lune avec la composition prévue de l’océan de magma à partir de notre modèle, nous avons pu retracer l’évolution de l’océan jusqu’à son point de départ, l’époque à laquelle la Lune s’est formée.

La datation de la Lune demande un grand nombre de suppositions intelligentes, et cela signifie que nous allons probablement entendre davantage parler de l’âge de la Lune dans les années à venir. Les futures missions avec équipage sur la Lune permettront de recueillir davantage d’échantillons de roches lunaires et pourraient, espérons-le, combler certaines des lacunes qui subsistent dans nos connaissances.

Ce n’est pas la seule étude récente qui explore ces mystérieuses inconnues. Il y a seulement 3 ans, l’âge de la Lune a été repoussé de quelque 140 millions d’années, alors que des recherches plus récentes suggèrent qu’elle est encore plus vieille.

Ces corrections semblent énormes par rapport au temps que nous passons en vie, mais les ajustements sont beaucoup plus petits dans le grand schéma de l’histoire du système solaire, et nous devrions nous attendre à en voir d’autres à mesure que notre compréhension évolue.

Cependant, la nouvelle estimation correspond assez bien à la période où l’on pense que le noyau métallique de la Terre s’est formé, tard dans le développement géologique de notre propre planète. Elle correspond également à la chronologie des recherches précédentes sur les dommages causés aux astéroïdes, des dommages causés par la collision entre la Terre et Théia.

Selon les chercheurs :

La convergence de ces estimations indépendantes permet non seulement d’obtenir un âge précis et fiable pour l’impact de la formation de la Lune, mais aussi de relier de manière cohérente cet événement à la différenciation de la Terre et à l’évolution dynamique du système solaire interne.

L’étude publiée dans Science Advances : A long-lived magma ocean on a young Moon et présentée sur le site du Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique : A slight­ly younger Moon.