géologie), dans laquelle les événements sont moins bien contrôlés que dans le laboratoire. Pour
contraindre l’évolution du système solaire, deux méthodes principales sont utilisées : l’analyse
d’isotope radioactif (Taylor, 2006), et le principe de superposition.
Le développement de la chimie pour l’étude des objets astronomiques (Taylor, 2006) a permis des
avancées dans la compréhension des sources de chaleur dans le Soleil, de la formation des étoiles et
dans l’histoire du système solaire qui nous concerne ici. Le principe est le même que dans l’étude des
couches géologiques sur la Terre. Lors de la formation d’un objet – ici les astéroïdes – des éléments
chimiques radioactifs sont présents dans le milieu environnant avec une composition isotopique
connue par l’étude chimique du milieu – ici la nébuleuse
initiale à partir de laquelle s’est formé le système solaire.
Enfermés dans un objet solide, ces isotopes décroissent
avec une durée de demi-vie connue. En analysant la
composition de cet objet aujourd’hui, on peut en déduire un
âge de formation absolu ou relatif selon les éléments
utilisés. Cette méthode de datation nécessite de récupérer
des échantillons de matériaux sur la Lune dans le cadre de
mission telle que Apollo 17.
La difficulté de collecte de roche lunaire impose d’utiliser d’autres techniques de datation. Les
images de la surface lunaire obtenues aujourd’hui sont aujourd’hui de très haute résolution. Le
« Lunar Reconnaissance Orbiter » (LRO) a données les meilleures
images à ce jour (image ci-contre, Zuber et al., 2012). On peut
visualiser ces images sur le site LROC. Il est alors possible de compter
le nombre d’impact d’astéroïde dans un cratère.
La technique de datation relative est proche des méthodes
géologiques qui utilisent le principe de recoupement. Si une couche
géologique est située sous une autre, on pourra la qualifier de plus
ancienne par rapport à la couche supérieure, plus jeune. Le principe
de superposition peut s'appliquer partout. Imaginons que l'on observe
une région de la Lune abîmée par de nombreux cratères d'impact et
un grand nombre de fractures. En regardant attentivement, on
remarque que des petits cratères recoupent une fracture, et que cette même fracture cisaille un
autre cratère bien plus grand. On peut alors supposer que les événements sont apparus dans cet
ordre : formation du grand cratère d'impact, fracturation du terrain, puis formation des petits
cratères. Le principe de superposition permet seulement de donner un âge relatif (plus ancien, plus
jeune), et non pas absolu, à une surface planétaire. On ne peut pas dire qu'une couche est vieille de
200 millions d'années et qu'une autre n'est âgée que de 15 millions d'années. On peut résumer le
principe de datation par les cratères d'impact en une seule phrase : plus il y a de cratères, plus la
surface est âgée. Evidemment, cette relation est vraie à surface constante. Un cratère deux fois plus
grand aura naturellement en moyenne deux fois plus d’impact sur sa surface. Ce modèle définit une
relation bijective, croissante, entre la densité d’impact et l’âge. Du fait de la variation avec le temps
du nombre d’impacteurs, cette relation ne sera pas linéaire.