Nouvelle simulation : la Lune formée en 5 heures ?

De nouvelles simulations informatiques suggèrent que la Lune aurait pu se former en seulement cinq heures environ après une collision colossale ayant frappé la jeune Terre il y a des milliards d'années, selon une étude menée par le Southwest Research Institute (SwRI) en collaboration avec l'Université de l'Arizona.

L'étude, dirigée par la chercheuse du SwRI Dre Adeene Denton avec le professeur de l'Université de l'Arizona Dr Erik Asphaug, revient sur l'hypothèse de longue date de l'impact géant, selon laquelle la Lune se serait formée à partir des débris laissés après la collision d'une proto-planète de la taille de Mars, nommée Théia, avec la jeune Terre il y a environ 4,5 milliards d'années. Plutôt que de traiter les deux corps comme de simples fluides, les nouveaux modèles de l'équipe intègrent une résistance des matériaux dépendante de la température, dotant la Terre et Théia simulées de propriétés géologiques réalistes.

« Lorsqu'on simule la Terre et la Lune comme des corps en collision dotés de propriétés géologiques, cela change la façon dont la Lune se forme à partir de cet impact », a expliqué Denton, décrivant la différence avec les modèles antérieurs qui ignoraient l'évolution de la résistance de la roche avec la chaleur.

Les résultats se sont répartis en deux scénarios distincts selon la température. Lorsque la proto-Terre et Théia étaient modélisées comme relativement froides et mécaniquement résistantes, les simulations ont produit une Lune intacte en orbite en environ cinq heures après l'impact. Lorsque les mêmes corps étaient modélisés comme plus chauds et plus faibles, conformément à des planètes tout juste formées, la collision a plutôt produit un disque de débris autour de la Terre, qui aurait mis bien plus longtemps à s'assembler progressivement pour former la Lune.

Comme les jeunes proto-planètes sont censées démarrer chaudes puis se refroidir avec le temps, les chercheurs affirment que ces résultats établissent un nouveau lien entre le moment précis où l'impact géant s'est produit dans l'histoire précoce de la Terre et le type de Lune qui en a résulté. La NASA a mis en avant ces travaux, notant qu'ils ajoutent une nouvelle variable, l'histoire thermique, à un débat vieux de plusieurs décennies sur la rapidité et la manière directe dont la Lune s'est formée.

Cette recherche, publiée dans The Astrophysical Journal Letters, ne résout pas l'un des plus grands problèmes non résolus de l'hypothèse de l'impact géant : expliquer pourquoi les roches lunaires sont chimiquement et isotopiquement si semblables à celles de la Terre, les simulations ayant historiquement prédit que la Lune devrait être composée principalement de matière provenant de l'impacteur, Théia. L'équipe de Denton affirme que la prochaine étape consiste à tester comment ces scénarios de formation rapide et lente affecteraient chacun la composition et la structure précoces de la Lune, ce qui pourrait aider de futures études d'échantillons lunaires à déterminer quel scénario s'est réellement produit.