Des roches révèlent la solidification de la Lune

L’histoire précoce de la Lune reste un sujet d’investigation scientifique. Malgré des connaissances étendues sur le satellite naturel de la Terre, certaines parties de son histoire sont encore en cours de déchiffrement.

Des études récentes sur des échantillons de roche collectés lors des missions Apollo ont fourni de nouvelles informations, révélant que la Lune s’est solidifiée il y a environ 4,43 milliards d’années, à peu près au moment où la Terre est devenue capable de soutenir la vie.

Une équipe de chercheurs détermine le calendrier de la solidification.

Une équipe dirigée par Nicolas Dauphas de l’Université de Chicago a analysé la composition de fragments de roche lunaire. En étudiant les différentes proportions d’éléments dans les roches, ils ont obtenu des informations précieuses sur les premières étapes de la Lune. Initialement, la Lune était une masse en fusion, formée par une collision entre deux corps du jeune Système Solaire.

À mesure que la Lune se refroidissait, le matériau en fusion a commencé à se cristalliser, formant progressivement des couches distinctes. Près de 99 % de l’océan de magma lunaire s’est solidifié, laissant derrière lui un liquide résiduel unique connu sous le nom de KREEP, qui signifie potassium (K), éléments terres rares (REE) et phosphore (P).

Dauphas et son équipe ont examiné le KREEP dans les roches, découvrant qu’il s’était formé environ 140 millions d’années après la naissance du Système Solaire. Cette découverte est basée sur des échantillons de roche d’Apollo, et les scientifiques sont impatients d’explorer davantage le bassin South Pole-Aitken, une région que les astronautes d’Artemis prévoient de visiter. Si le KREEP y est présent, cela suggérerait une distribution uniforme de ce matériau à la surface de la Lune.

L’équipe a identifié des indices clés sur le processus de refroidissement de la Lune dans la désintégration d’un élément des terres rares appelé lutétium. Au fil du temps, le lutétium se désintègre en hafnium, et sa présence dans les roches aide à déterminer leur âge. La solidification de la Lune et la formation du KREEP ont entraîné une quantité beaucoup plus faible de lutétium par rapport à d’autres roches contemporaines.

Percée dans la compréhension du refroidissement précoce de la Lune.

En analysant de minuscules échantillons de roches lunaires, l’équipe de Dauphas a mesuré le ratio hafnium-lutétium dans les zircons lunaires. Cette analyse a confirmé que les roches se sont formées dans un réservoir riche en KREEP, avec des âges indiquant la formation de ces réservoirs il y a environ 4,43 milliards d’années, soit environ 140 millions d’années après la formation du Système solaire.

Fait intéressant, les résultats de l’équipe suggèrent que la cristallisation de l’océan magmatique lunaire a eu lieu durant la période où les embryons planétaires restants et les planétésimaux bombardaient la Lune. Ces objets, vestiges de la formation du Système solaire, ont continué d’impacter les premières planètes, y compris la Terre et la Lune.

La formation de la Lune a probablement commencé environ 60 millions d’années après la naissance du Système solaire, à la suite d’une collision entre une planète de la taille de Mars, appelée Théia, et la Terre primitive. Cette collision a projeté des débris fondus dans l’espace, qui se sont finalement agglomérés pour former la Lune. À mesure que la Lune refroidissait, elle a développé des couches de KREEP, marquant une étape essentielle de son histoire.

La désintégration du lutétium en hafnium dans les roches KREEP marque un pas significatif dans la compréhension des premières phases de la Lune. Les futurs échantillons de roches du bassin du Pôle Sud-Aitken aideront les scientifiques à combler d’autres lacunes de l’histoire de la Lune, notamment concernant la formation des basalts des mers et le refroidissement des roches lunaires.

“Le moment où la Lune est devenue solide révélé par des fragments de roche.”

Déterminer le moment exact du refroidissement lunaire révèle non seulement l’histoire de la Lune, mais éclaire également l’évolution de la Terre. L’impact qui a formé la Lune a probablement été la dernière grande collision que la Terre a subie, marquant un tournant vers un environnement plus stable capable de soutenir la vie.

“Cette découverte s’aligne avec d’autres preuves”, a déclaré Dauphas. “Elle prépare le terrain pour encore plus de révélations sur la Lune, surtout à mesure que les missions Chang’e et Artemis avancent. Il reste encore de nombreuses questions sans réponse qui nous attendent.”

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Lire l’article original sur : Science Alert

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