Comment la Terre a été «vaporisée» pour former la Lune

Un impacteur aurait percuté la Terre selon un angle particulier, accentuant sa vitesse de rotation et provoquant l'éjection d'un épais nuage de matière à l'origine de la formation de notre satellite.

 La Lune se serait formée dans une «synestia», une sorte de gros nuage composé de matière terrestre éjectée après un impact cataclysmique avec un corps étranger. La Lune se serait formée dans une «synestia», une sorte de gros nuage composé de matière terrestre éjectée après un impact cataclysmique avec un corps étranger.

 Le mystère de l'origine de la Lune est peut-être résolu. Les théories étaient nombreuses, mais aucune ne réussissait jamais à faire l'unanimité. Tout ne collait jamais parfaitement. Une étude menée par le chercheur américain Simon J. Lock, de l'université Harvard, et ses collègues, publiée dans Journal of Geophysical Research: Planets semble enfin mettre tout le monde d'accord.

 La Lune aurait abrité une «vraie» atmosphère pendant 70 millions d'années Jusqu'à aujourd'hui, c'est une théorie formulée pour la première fois en 1975 qui tenait la corde. Au moment de la formation de notre planète, un objet de la taille de Mars, appelé Theia, serait rentré en collision avec la Terre. De cet impact serait née la Lune. «C'était un modèle crédible, car au moment des formations des planètes, beaucoup de gros objets rentrent en collision avec les jeunes planètes», explique Frédéric Moynier, chercheur à l'Institut de Physique du Globe de Paris.

«Mais il y avait une vraie limite: dans ce cas, la Lune aurait dû avoir la même composition chimique que l'impacteur.» Or ce n'est pas le cas. «La Lune et la Terre ont des compositions très proches, mais avec quelques différences», rappelle Sarah Stewart, chercheuse à l'Université de Californie et co-auteure de l'étude. À moins d'envisager que Theia soit d'une composition similaire à la Terre, ce qui d'un point de vue statistique est hautement improbable, la théorie ne fonctionnait pas. Ou du moins, pas en l'état. La Lune, un morceau d'atmosphère terrestre condensé Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ne rejettent pas l'hypothèse de l'impact géant mais ils y ajoutent un élément nouveau: la synestia. Définie en mai dernier par cette même équipe, la synestia est une sorte de nuage très dense fait de matière terrestre en évaporation qui entoure la planète, un peu comme un donut. Ce nuage résulte de l'impact qui «fait tourner la Terre sur elle-même de manière rapide et en vaporise une partie», précise Alessandro Morbidelli, spécialiste des modèles de formation du Système solaire à l'Observatoire de la Côte d'Azur.

La Lune se serait ainsi formée dans des températures supérieures à 6000 degrés et une pression équivalente à 10 fois la pression atmosphérique actuelle. Les restes de l'objet percuteur se sont mélangés et ont formé le noyau lunaire, autour duquel s'est agrégée la matière terrestre évaporée. La Lune serait, en quelque sorte, un morceau de cette «atmosphère» condensée. Cette période n'aurait duré qu'une centaine d'années, le temps pour la matière de «coaguler».

«En ajoutant la synestia, les auteurs donnent un contexte à la formation lunaire qui permet de comprendre les similitudes et les différences de composition», ajoute Alessandro Morbidelli. «C'est un excellent travail qui nous permet de faire un grand pas en avant!» Des éléments restent à préciser, tels que la présence de certains composants chimiques, «mais 99% de la composition de la Lune est expliquée», ajoute Frédéric Moynier. Des conditions très particulières Ce modèle peut-il être extrapolé pour d'autres planètes? La formation des satellites est assez diverse dans le système solaire. Certains sont des objets captés par les planètes, d'autres sont issus de collision.

«On en saura sans doute un peu plus quand on aura commencé à étudier les satellites de Mars. Si leur proximité avec la planète rouge est la même que celle de la Terre avec la Lune, alors il y aura de fortes chances que le processus de création soit le même», explique Frédéric Moynier. Alessandro Morbidelli rappelle pour sa part que «les synestias ne peuvent se produire qu'avec des impacts particuliers. C'est d'ailleurs une des particularités de la Terre que d'avoir terminé sa croissance par un impact de ce type.»

Cette particularité pourrait-elle avoir joué un rôle dans l'apparition de la vie sur Terre?

La question reste ouverte.