La lune pourrait s'être formée ainsi

La lune fascine les hommes depuis toujours. Mais ce n'est qu'à l'époque de Galileo Galilei que les scientifiques ont commencé à l'étudier correctement. Au fil des siècles, les chercheurs ont élaboré différentes théories sur la formation de la Lune.

Les géochimistes et pétrologues de l'ETH Zurich ajoutent une nouvelle pièce au puzzle de l'histoire de la formation de la Lune. Dans une étude qui vient d'être publiée dans la revue spécialisée "Science Advances", l'équipe de chercheurs montre que la Lune a hérité des gaz rares hélium et néon du manteau terrestre.

Les nouvelles découvertes influencent la théorie "Giant Impact" actuellement favorisée par les scientifiques pour expliquer la formation de la Lune. Cette théorie part du principe que la Lune s'est formée à la suite d'une collision massive entre la Terre primitive et un autre corps céleste. "Notre découverte signifie que les gaz rares doivent également être pris en compte comme facteur dans la théorie de l'impact géant", explique Henner Busemann, professeur à l'Institut de géochimie et de pétrologie de l'ETH Zurich.

"Découverte passionnante"

Pour cette étude, la doctorante de Busemann, Patrizia Will, a analysé six échantillons de météorites lunaires. Les météorites ont été collectées par la Nasa dans l'Antarctique et mises à la disposition de la chercheuse pour ses analyses. Will a notamment déterminé la teneur en gaz rares néon et hélium dans ces échantillons de météorites. Ceux-ci étaient présents en quantité bien plus importante que prévu et uniquement dans le verre séparé, ce qui excluait le vent solaire comme source de gaz rares. Ils devaient donc provenir de l'intérieur de la Lune et donc, en fin de compte, être hérités de la Terre. "Le fait que nous ayons trouvé pour la première fois des gaz rares dans des matériaux basaltiques lunaires qui ne peuvent pas provenir du vent solaire est une découverte passionnante", se réjouit Will.

Sur la base de leurs nouvelles découvertes, les chercheurs imaginent le processus de la manière suivante : La jeune lune était volcaniquement active. Le magma a jailli et s'est rapidement solidifié à la surface. Le refroidissement rapide a entra?né la formation de particules de verre dans lesquelles les gaz rares, le néon et l'hélium, ont été conservés. Rapidement, d'autres coulées de lave ont recouvert cette couche de magma et l'ont protégée des rayons cosmiques, en particulier des vents solaires. Cela a empêché les éléments chimiques contenus dans le vent solaire de s'incruster dans les particules de verre et de modifier leur empreinte chimique, appelée signature isotopique.

Par météorite jusqu'à la terre

Mais comment les matériaux magmatiques lunaires contenant des gaz rares sont-ils arrivés sur Terre ? Comme la Lune n'est pas protégée par une atmosphère, des astéro?des s'écrasent constamment sur sa surface. Un tel impact a probablement été suffisamment puissant pour éjecter des fragments des couches de lave protégées de la Lune. Ces fragments de roche sont arrivés sur Terre sous forme de météorites. Beaucoup sont retrouvés dans les déserts du nord-ouest de l'Afrique ou, comme dans ce cas, dans l'Antarctique.

Les chercheurs ont mené leurs recherches dans le laboratoire des gaz rares de l'ETH Zurich. Celui-ci abrite un spectromètre de masse ultramoderne pour gaz rares appelé "Tom Dooley". Cet appareil ultrasensible a re?u son nom en référence à une chanson folklorique américaine, car il a d? être suspendu au plafond du laboratoire afin d'éviter les perturbations dues aux vibrations. Gr?ce à l'instrument Tom Dooley, l'équipe de chercheurs a pu mesurer des particules de verre de moins d'un millimètre provenant des météorites. "Tom Dooley" est si sensible qu'il est le seul instrument au monde capable de détecter des concentrations aussi faibles d'hélium et de néon. Il a également été utilisé pour détecter ces gaz rares dans les grains de la météorite de Murchison. Ces grains sont ?gés d'environ sept milliards d'années.