Le manteau terrestre donne des indications sur l`âge de la Lune

Communiqué de presse - Avril 2014
Une équipe de planétologues internationale
composée notamment de quelques membres
du laboratoire Lagrange (UNS-CNRS-OCA) vient
de fournir une contrainte forte sur l’âge
de la Lune qui permet de dater sa formation
à 95 +/- 32 millions d’années après le début
du Système Solaire.
Selon nos connaissances actuelles, la Lune s’est
formée durant l’une des premières phases d’évo-
lution du Système Solaire, lorsque la Terre à peine
formée subit une collision massive avec une autre
planète de la taille de Mars. La grande énergie
mise en jeu dans cette collision fut susante pour
fondre entièrement la Terre. Les débris éjectés par
la collision se sont ensuite ré-accumulés pour for-
mer la Lune. Les eorts fournis pour dater cet évé-
nement majeur sur la base des mesures d’isotopes
radioactifs ont proposé plusieurs âges de la Lune :
certains suggèrent un événement précoce, autour
de 30 millions d’années après la naissance du Sys-
tème Solaire (il y a 4,56 milliards d’années), tandis
que d’autres suggèrent qu’il s’est produit plus tard
que 50, voire même 100 millions d’années après la
naissance du Système Solaire.
Une équipe de planétologues français1, alle-
mands et américains, nancée par le Conseil de
Recherches Européen (ERC), a simulé numérique-
ment la croissance des planètes terrestres (Mer-
cure, Vénus, la Terre et Mars) à partir d’un disque
composé de milliers de petites briques planétaires
évoluant autour du Soleil. En analysant l’histoire de
la croissance des planètes comme la Terre dans 259
simulations, ils ont découvert une relation entre
le temps auquel la collision formant la Lune s’est
produite et la quantité de matériau que la Terre a
acquise après cette collision géante. En supposant
que la masse de matériau ajouté à la Terre après la
formation de la Lune soit connue, cette relation est
alors une véritable horloge pour dater l’événement
conduisant à la formation de la Lune. Elle constitue
ainsi la première horloge géologique découverte,
une sorte de marqueur de l’histoire précoce du Sys-
tème Solaire qui ne repose pas sur des mesures et
des interprétations de la décroissance radioactive
des noyaux atomiques.
En fait, la littérature scientique fournit une esti-
mation de la masse apportée à la Terre après la for-
mation de la Lune. En eet, des scientiques ont
démontré précédemment que l’abondance dans
le manteau terrestre d’éléments sidérophiles, qui
constituent les éléments atomiques qui préfèrent
être associés chimiquement au fer, sont directe-
ment proportionnels à la masse acquise par la Terre
après la collision géante, car cet impact a provo-
qué le démarrage du dernier acte de la formation
du noyau de la Terre. A partir de ces mesures géo-
chimiques, l’horloge nouvellement établie par les
simulations numériques de l’équipe de planétolo-
gues date la Lune à 95 +/- 32 millions d’années après
le début du Système Solaire. Cet âge de l’événe-
ment de formation de la Lune est en accord avec
quelques interprétations des mesures de datations
radioactives mais pas avec d’autres qui donnent un
âge bien plus jeune. Mais comme cette nouvelle hor-
loge constitue une mesure directe et indépendante
de l’âge de la Lune, elle permet ainsi une validation
forte de certaines interprétations des mesures de
datation radioactives, et ainsi de mieux contraindre
l’histoire de notre Système Solaire, de la Terre et de
son environnement.
Le manteau terrestre donne des indications
sur l’âge de la Lune

Impression d’artiste de la collision de la Terre avec un objet plus petit de la taille de Mars,
qui conduit à la formation de la Lune pendant l’une des premières phases du Système
Solaire (Courtesy NASA/JPL-Caltech).
1. Seth Jacobson, post-doctorant, et Alessandro Morbidelli, directeur de recherchce CNRS, laboratoire
Lagrange (UNS-CNRS-OCA), Sean Raymond, chargé de recherche CNRS, Lab, Observatoire de Bordeaux.
Référence :
Highly siderophile elements in Earth’s mantle as a clock for the Moon-forming impact, Seth A. Jacobson,
Alessandro Morbidelli, Sean N. Raymond, David P. O’Brien5, Kevin J. Walsh & David C. Rubie, Nature,
http://www.nature.com/doinder/10.1038/nature13172.
Contact chercheurs
Alessandro Morbidelli, directeur de recherche CNRS, laboratoire Lagrange (UNS-CNRS-OCA),
04 92 00 30 51 - [email protected].
Contact communication
Marc Fulconis, Observatoire de la Côte d’Azur, [email protected].