Incohérences dans l'hypothèse de l'origine de la lune : comment est né le satellite de la Terre ?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 16:04

Nous ne savons pas exactement comment la lune est apparue. Selon une hypothèse populaire, il y a longtemps, la Terre est entrée en collision avec une planète de la taille de Mars et notre satellite s'est formé à partir des débris. Seulement ici, quelque chose ne colle pas.

L'hypothèse d'une mégacollision entre la Terre et la planète Teia a été avancée par les Américains Hartman et Davis en 1975. En ces temps lointains, deux types de satellites étaient connus dans le système solaire: ceux qui sont radicalement plus petits que leurs planètes (Phobos et Deimos près de Mars, satellites des géantes gazeuses et glaciaires), et la Lune. Elle était le seul satellite dont la masse représentait plus d'un pour cent de la masse de sa planète.

L'étrangeté de la lune a exigé une explication non standard de son origine. Les suppositions précédentes étaient quelque peu naïves et facilement réfutées. Par exemple, le fils de Charles Darwin a supposé que la Terre tournait autrefois plus vite et qu'un énorme morceau en est tombé. Cette hypothèse et des hypothèses similaires expliquaient mal le fait que le noyau de fer de la Lune est petit par rapport à la Terre, et on croyait qu'il n'y avait pas d'eau là-bas.

En fait, à cette époque, l'eau de la roche lunaire avait déjà été découverte: elle était contenue dans le sol (régolithe) livré par l'Apollon. La découverte a été attribuée à la pollution terrestre ou aux météorites. Les lectures des détecteurs d'ions, qui ont enregistré l'eau près de l'Apollo, ont également été attribuées à la pollution terrestre. Les scientifiques ont rejeté les faits empiriques parce qu'ils ne correspondaient pas aux théories de l'époque sur l'origine de la lune.

Dans toutes ces théories, la lune a d'abord fondu, à cause de cela, elle a dû perdre de l'eau. La science de l'époque supposait qu'une seule option pour que l'eau frappe la lune - avec les comètes. Mais dans l'eau cométaire, il existe un rapport différent de l'hydrogène à son espèce lourde, le deutérium, et dans l'eau trouvée sur la lune par les Américains, le rapport de ces isotopes était le même que sur Terre. L'inadéquation s'expliquait le plus facilement par la contamination.

Cependant, on ne sait pas pourquoi le régolithe contient moins de titane et d'autres éléments relativement lourds. C'est alors qu'est née l'hypothèse d'un méga-impact (méga-impact). Selon elle, il y a 4, 5 milliards d'années, l'ancienne planète Theia est entrée en collision avec la Terre, et un impact surpuissant a jeté dans l'espace les débris des deux planètes - à partir d'elles, la Lune s'est formée au fil du temps. Les couches supérieures de la Terre contiennent peu d'éléments lourds, car la plupart d'entre eux se sont enfoncés dans le noyau et les couches inférieures du magma. Apparemment, cela est dû à la différence dans le sol lunaire.

Il s'est avéré que le satellite terrestre n'était pas primaire, comme par exemple celui de Jupiter, mais secondaire - en outre, la question de savoir pourquoi la masse de la Lune est si grande par rapport à la masse de la Terre elle-même a été supprimée. De plus, l'hypothèse des Américains expliquait pourquoi il n'y avait absolument pas d'eau sur la Lune: lorsque les planètes entrent en collision, les débris auraient dû s'embraser à des milliers de degrés - l'eau s'est simplement évaporée et s'est envolée dans l'espace. Une autre chose est qu'après les vols Apollo, l'idée d'une lune sans eau était une ignorance obstinée des faits.

L'hypothèse a paru très bien pendant trois années entières. Mais déjà en 1978, Charon, un satellite de Pluton, a été découvert. Si la Lune est 80 fois moins massive que la Terre, alors Charon n'est que neuf fois plus léger que Pluton. Il s'est avéré qu'il n'y a rien d'unique à propos de la lune. Des doutes ont surgi: les grandes planètes, très probablement, entrent en collision trop rarement pour que tant de gros satellites apparaissent.

De nouveaux inconvénients ont été apportés par l'analyse des roches lunaires en laboratoire et les premières données sur les météorites d'origine extraterrestre. Il s'est avéré que la Lune est isotopiquement indiscernable uniquement de la Terre, et toutes les autres planètes du système solaire sont clairement différentes. Comment cela s'est-il produit si la Lune contient soi-disant la substance d'une autre planète - l'hypothétique Théia antique ? Pour expliquer la contradiction, l'hypothèse du méga-choc a été finalisée: le lieu de naissance de Theia était considéré… l'orbite terrestre - c'est pourquoi la composition isotopique des deux planètes est la même. À un endroit, deux planètes se sont formées à la fois, qui sont ensuite entrées en collision.

Mais il n'était pas clair pourquoi deux planètes sont apparues sur l'orbite terrestre, et une à la fois sur les orbites des autres planètes du système. Ajout de problèmes et de géologues. Une autre question se posait: si la méga-collision de deux planètes chauffait la Terre et ses débris, d'où venait l'eau sur la planète ? Au dire de tous, il aurait dû s'évaporer.

La théorie du méga-impact était déjà devenue extrêmement populaire, ils ne voulaient pas l'abandonner, alors l'idée a été avancée que l'eau est apparue sur Terre plus tard - elle a été apportée par des comètes qui sont tombées sur la planète pendant des milliards d'années. Mais on a vite découvert que le rapport des isotopes de l'hydrogène et de l'oxygène dans l'eau cométaire est très différent de celui sur Terre. Elle ressemble plus à l'eau de la Terre provenant des astéroïdes, mais il y en a très peu sur eux, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent pas être la source de nos océans.

Enfin, au 21ème siècle, des traces d'eau ont commencé à être trouvées sur la lune. Et lorsque les partisans de l'hypothèse du méga impact ont suggéré que les comètes apportaient cette eau, les géologues néerlandais ont montré que les roches lunaires n'auraient pas pu se former sous leur forme actuelle sans la présence d'eau dès le tout début de la formation du satellite. La situation a été aggravée par les astronomes russes: selon eux, une collision typique d'une comète avec la Lune entraîne le départ de plus de 95 % de l'eau vers l'espace.

La situation était mieux reflétée dans un article de 2013 avec le titre révélateur « La théorie de l'impact est épuisée ».