Une nouvelle analyse de la poussière lunaire ramenée sur Terre par les astronautes d’Apollo a révélé que la Lune est environ 40 millions d’années plus vieille qu’on ne le pensait auparavant.
Les scientifiques pensent que la Lune s’est formée il y a environ quatre milliards d’années, lorsqu’un corps de la taille de Mars – surnommé « Theia » – s’est écrasé sur la Terre infantile.
Cet impact a éjecté une grande quantité de matière en orbite, dont une partie a fusionné pour former la Lune. Cependant, le moment exact où cela s’est produit reste flou.
La nouvelle étude implique la datation des cristaux trouvés dans des échantillons de poussière lunaire collectés sur la Lune en décembre 1972 par la mission Apollo 17.
La datation radiométrique de ces cristaux révèle qu’ils se sont formés il y a 4,46 milliards d’années, ce qui signifie que la Lune, qui s’est formée avant les cristaux, doit être au moins aussi vieille.
L’étude a été entreprise par le professeur cosmochimiste Philipp Heck du Field Museum de Chicago et ses collègues.
Les chercheurs ont expliqué que lorsque Theia est entrée en collision avec la Terre, l’énergie de l’impact a fait fondre la roche qui allait éventuellement former la surface de la Lune.
Heck a ajouté : « Lorsque la surface était en fusion comme ça, les cristaux de zircon ne pouvaient pas se former et survivre, donc tous les cristaux à la surface de la Lune doivent s’être formés après le refroidissement de cet océan de magma lunaire.
« Sinon, ils auraient fondu et leurs signatures géochimiques auraient été effacées.
« Ces cristaux sont les plus anciens solides connus qui se sont formés après l’impact géant.
« Et parce que nous connaissons l’âge de ces cristaux, ils servent de point d’ancrage à la chronologie lunaire. »
De cette manière, déterminer l’âge des cristaux de zircon peut donner un âge minimum possible pour la Lune.
Pour dater les cristaux, l’équipe a utilisé une méthode analytique connue sous le nom de tomographie par sonde atomique.
Le co-auteur de l’article et cosmochimiste, le Dr Jennika Greer – maintenant basée à l’Université de Glasgow, en Écosse – a expliqué : « Nous commençons par aiguiser un morceau de l’échantillon lunaire en une pointe très pointue, à l’aide d’un microscope à faisceau d’ions focalisé.
« Ensuite, nous utilisons des lasers ultraviolets pour évaporer les atomes de la surface de la pointe. Les atomes voyagent à travers un spectromètre de masse et la vitesse à laquelle ils se déplacent nous indique leur poids, ce qui nous indique de quoi ils sont faits.
Cette analyse atome par atome a permis à l’équipe de déterminer combien d’atomes dans les cristaux de zircon avaient subi une désintégration radioactive.
Heck a ajouté : « La datation radiométrique fonctionne un peu comme un sablier. Dans un sablier, le sable s’écoule d’une ampoule de verre à l’autre, le passage du temps étant indiqué par l’accumulation de sable dans l’ampoule inférieure.
« La datation radioactive fonctionne de la même manière en comptant le nombre d’atomes parents et le nombre d’atomes filles en lesquels ils se sont transformés. Le passage du temps peut alors être calculé car le taux de transformation est connu.
Sur la base du rapport isotopes parent-fille trouvés dans les cristaux de zircon, l’équipe a déterminé que l’échantillon a environ 4,46 milliards d’années.
Par extension, la Lune doit avoir au moins 4,46 milliards d’années, voire plus.
Greer a déclaré : « C’est incroyable de pouvoir avoir la preuve que le rocher que vous tenez est le morceau de Lune le plus ancien que nous ayons trouvé jusqu’à présent.
« C’est un point d’ancrage pour de nombreuses questions sur la Terre. Quand on connaît l’âge d’une chose, on peut mieux comprendre ce qui lui est arrivé au cours de son histoire. »
Selon Heck, il est important de comprendre exactement quand la Lune s’est formée, car « la Lune est un partenaire important dans notre système planétaire ».
Heck a ajouté : « Cela stabilise l’axe de rotation de la Terre. C’est la raison pour laquelle il y a 24 heures dans une journée. C’est la raison pour laquelle nous avons des marées. Sans la Lune, la vie sur Terre serait différente.
« C’est une partie de notre système naturel que nous voulons mieux comprendre, et notre étude fournit une petite pièce de puzzle dans l’ensemble de ce tableau. »
Les résultats complets de l’étude ont été publiés dans la revue Geochemical Perspectives Letters.
