La naissance de la lune terrestre

La Lune a été présente dans nos vies aussi longtemps que nous avons existé sur cette Terre. Il fait le tour de notre planète depuis bien plus longtemps, pratiquement depuis la formation de la Terre. Cependant, une question simple à propos de cet objet spectaculaire est restée sans réponse jusqu'à assez récemment: comment la Lune a-t-elle été fabriquée? La réponse nécessite une compréhension approfondie des conditions du système solaire primitif et de leur fonctionnement pendant la formation des planètes.

La réponse à cette question n'est pas restée sans controverse. Jusqu'à une cinquantaine d'années, chaque idée proposée sur la façon dont la Lune a vu le jour a eu des problèmes, soit avec des aspects techniques, soit en raison du manque d'informations des scientifiques sur les matériaux qui composent la Lune..

Théorie de la co-création

Une idée dit que la Terre et la Lune se sont formées côte à côte à partir du même nuage de poussière et de gaz. Cela a du sens, étant donné que l'ensemble du système solaire est né d'actions au sein de ce nuage, appelé disque protoplanétaire.

Au fil du temps, leur proximité pourrait avoir fait tomber la Lune en orbite autour de la Terre. Le principal problème avec cette théorie est dans la composition des roches de la Lune. Alors que les roches terrestres contiennent des quantités importantes de métaux et d'éléments plus lourds, en particulier sous sa surface, la Lune est décidément pauvre en métaux. Ses roches ne correspondent tout simplement pas aux roches de la Terre, et c'est un problème pour une théorie qui suggère qu'elles se sont toutes deux formées à partir des mêmes tas de matériaux dans le premier système solaire.

Le Soleil et les planètes se sont formés dans un nuage de gaz et de poussière appelé disque protoplanétaire il y a environ 4,5 milliards d'années. La Lune s'est formée à peu près en même temps que la Terre, mais aurait pu être créée lors d'un événement de collision, plutôt que co-formée avec la Terre. NASA 

S'ils se sont formés en même temps, leurs compositions devraient être très similaires ou presque identiques. Nous voyons cela comme le cas dans d'autres systèmes lorsque plusieurs objets sont créés à proximité pour le même pool de matériaux. La probabilité que la Lune et la Terre se soient formées en même temps mais se soient retrouvées avec de si grandes différences de composition est assez faible. Donc, cela soulève un doute sur la théorie de la «co-formation».

Théorie de la fission lunaire

Alors, quelles autres voies possibles la Lune aurait-elle pu prendre? Il y a la théorie de la fission, qui suggère que la Lune a été projetée hors de la Terre au début de l'histoire du système solaire.

Bien que la Lune n'ait pas la même composition que la Terre entière, elle présente une ressemblance frappante avec les couches extérieures de notre planète. Et si le matériau de la Lune était craché hors de la Terre alors qu'il tournait au début de son développement? Eh bien, il y a aussi un problème avec cette idée. La Terre ne tourne pas assez vite pour cracher quoi que ce soit et ne tournait probablement pas assez vite pour le faire au début de son histoire. Ou, au moins, pas assez rapide pour lancer un bébé Lune dans l'espace. 

La meilleure théorie sur la formation de la Lune dit que la Terre infantile et un corps de la taille de Mars appelé Theia sont entrés en collision au début de l'histoire du système solaire. Les restes ont été projetés dans l'espace et finalement fusionnés pour former la Lune. NASA / JPL-Caltech 
 

Grande théorie de l'impact

Donc, si la Lune n'a pas "tourné" hors de la Terre et ne s'est pas formée à partir du même ensemble de matériaux que la Terre, comment aurait-elle pu se former autrement?

La théorie du grand impact est peut-être la meilleure à ce jour. Cela suggère qu'au lieu d'être filé hors de la Terre, le matériau qui deviendrait la Lune a plutôt été éjecté de la Terre lors d'un impact massif.

Un objet à peu près de la taille de Mars, que les scientifiques planétaires ont appelé Theia, serait entré en collision avec la Terre infantile au début de son évolution (c'est pourquoi nous ne voyons pas beaucoup de preuves de l'impact sur notre terrain). Des matériaux provenant des couches externes de la Terre ont été envoyés dans l'espace. Il n'est pas allé loin cependant, car la gravité de la Terre l'a gardé à proximité. La matière encore chaude a commencé à orbiter autour de la Terre naissante, entrant en collision avec elle-même et finissant par se rassembler comme du mastic. Finalement, après refroidissement, la Lune a évolué vers la forme que nous connaissons tous aujourd'hui.

Deux lunes?

Bien que la théorie du grand impact soit largement acceptée comme l'explication de loin la plus probable de la naissance de la Lune, il y a encore au moins une question à laquelle la théorie a du mal à répondre: pourquoi le côté éloigné de la Lune est-il si différent du côté proche?

Bien que la réponse à cette question soit incertaine, une théorie suggère qu'après l'impact initial, pas une, mais deux lunes se sont formées autour de la Terre. Cependant, au fil du temps, ces deux sphères ont commencé une lente migration l'une vers l'autre jusqu'à ce qu'elles finissent par entrer en collision. Le résultat a été la seule lune que nous connaissons tous aujourd'hui. Cette idée peut expliquer certains aspects de la Lune que d'autres théories ne font pas, mais beaucoup de travail doit être fait pour prouver que cela aurait pu se produire, en utilisant des preuves de la Lune elle-même. 

Comme pour toute science, les théories sont renforcées par des données supplémentaires. Dans le cas de la Lune, de nouvelles études sur les roches de divers endroits sur et sous la surface aideront à raconter l'histoire de la formation et de l'évolution de notre satellite voisin.

Édité et mis à jour par Carolyn Collins Petersen.