• Astrophysique: Théia, l'impacteur à l'origine de la formation de la Lune, ne devait pas avoir une masse plus importante que la planète Mars!____¤201802

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Geochemical Constraints on the Size of the Moon-Forming Giant Impact» sont publiés dans la revue Geophysical Research Letters, indique que pour obtenir une composition isotopique du manteau terrestre en accord avec les observations, l’impacteur à l'origine de la formation de la Lune ne devait pas avoir une masse plus importante que la planète Mars.

     

    Rappelons tout d'abord que «depuis le début des années 1970, un scénario de la naissance de la Lune s’est imposé», car il rend compte de nombreuses observations: notre satellite se serait formé à partir du nuage de débris projetés dans l'espace à la suite de la collision de la Terre avec un planétésimal, «entre 30 et 100 millions d’années après la formation du Système solaire». Après le choc, ce nuage de débris «s’est rapidement aggloméré pour former la Lune». Il reste, cependant, à résoudre le problème de la masse précise de l’impacteur, baptisé Théia, qui est toujours débattue.

     

    Plus précisément, «en 2004, Robin Canup, de l’université du Colorado, aux États-Unis, a réalisé la première simulation numérique de la collision de la Terre avec Théia qui rend correctement compte de la dynamique actuelle du système Terre-Lune», un calcul qui indiquait «que la Lune était composée à 80 % des restes de l’impacteur et à 20 % de parties du manteau terrestre», mais du fait que «les échantillons rapportés par les astronautes des missions Apollo montrent que la Lune et la Terre ont une composition isotopique très similaire», il est «peu probable que Théia ait eu une composition géochimique équivalente à la Terre».

     

    Pour solutionner ce problème, on peut jouer sur plusieurs paramètres: comme, par exemple, la vitesse de l’impacteur qui aurait pu être très élevée, «ce qui aurait provoqué un mélange important entre Théia et la Terre», ou sa taille avec deux éventualités: d'une part, celle d'un mélange maximal avec deux corps d'environ la même taille et, celle qui consiste à avoir une Théia très petite de sorte que «la Lune serait constituée en grande partie de manteau terrestre».

     

    Comme la masse de Théia est d'après ces scénari «comprise entre 2 et 50% de la masse de la Terre», pour déterminer la taille la plus vraisemblable, l'étude ici présentée a analysé «l’influence de la masse de l’impacteur sur la composition géochimique de la Terre» en simulant d'abord «la formation de la planète avec l’accrétion de météorites, la présence d’un océan de magma global en surface et la différentiation du manteau rocheux et du noyau de fer». En particulier, «la dynamique des éléments sidérophiles (fer, nickel, cobaltchrome et vanadium), qui se lient facilement au fer et ont été entraînés vers le noyau» et celle des éléments lithophiles, «qui sont restés dans la roche du manteau», ont été reproduites.

     

    Le dernier épisode d’accrétion majeur est l'impact de Théia «qui a influé de façon notable sur la composition géochimique du manteau terrestre pour donner celle que l’on observe aujourd'hui». Cet événement a donc été «la dernière étape de la simulation» avec plusieurs paramètres décrivant la collision, «notamment la masse de Théia». Il est ainsi apparu «que pour obtenir une composition isotopique du manteau en accord avec les observations, l’impacteur devait avoir une masse inférieure à 15 % de celle de la Terre, soit environ la masse de la planète Mars».

     

     


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