La principale théorie sur l’origine de la Lune, qui veut que l’astre nocturne soit issu d’une collision entre la Terre et une «planète vagabonde» de la taille de Mars, vient de prendre un bon «coup dans les genoux». Des analyses isotopiques publiées dans Nature Geoscience montrent en effet une composition extrêmement proche de celle de la Terre, alors que le matériel que la planète vagabonde (nommée Théia) aurait laissé derrière elle aurait dû introduire des différences notables.
Les isotopes, comme on le sait, sont des «versions» légèrement différentes d’un même élément. La nature de celui-ci est déterminée par le nombre de protons dans son noyau — par exemple, 6 protons donnent du carbone, 7 de l’azote, 8 de l’oxygène, etc. —, mais à côté de ces protons se trouvent des neutrons, dont le nombre peut varier sans que cela change la nature de l’atome. Ce ne sont pas toutes les combinaisons qui sont possibles, beaucoup étant trop instables pour exister à l’état naturel, mais il peut y avoir plusieurs isotopes stables d’un même élément.
Ainsi, l’oxygène peut avoir indifféremment 8, 9 ou 10 neutrons, ce qui donne trois isotopes : l’oxygène-16 (on écrit 16O), l’17O et l’18O. Sur Terre, l’immense majorité des atomes d’oxygène appartiennent au premier type (99, 76 %), mais il y a quand même 0,039 % d’17O et 0,201 % d’18O. Or comme l’expliquent les comptes-rendus de Nature et de Science, les proportions d’isotopes sont en quelque sorte l’ADN d’une planète, chacune ayant des ratios qui lui sont propres. L’hypothétique planète Théia devait donc avoir des distributions isotopiques différentes de celles de la Terre, si bien que si la Lune est bien un mélange des deux comme on le pense — les modèles suggèrent que plus de 40 % de la Lune proviendrait de Théia —, ses ratios devraient différer des «nôtres».
On avait déjà fait cette comparaison pour l’oxygène, qui avait montré des proportions identiques à celles de la Terre, mais comme l’oxygène est un gaz aux températures où la collision a eu lieu, on pouvait penser que des échanges avaient tout uniformisé. Or les travaux publiés hier de l’astrophysicien Junjun Zhang, de l’Université de Chicago, portaient sur deux isotopes du titane, le 50Ti et le 47Ti, qui représentent respectivement 7,3 et 5,4 % du titane terrestre. Le titane a un point d’ébullition beaucoup plus élevé que l’oxygène (3287°C contre –183°C) et n’a vraisemblablement pas pu être échangé à grande échelle comme un gaz, mais les ratios obtenus sont encore une fois les mêmes que ceux de la Terre.
Ces résultats ne rendent pas l’hypothèse de l’impacteur impossible, mais ses défenseurs devront refaire pas mal de calculs pour continuer de la soutenir.
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