La Terre et la Lune ont été créées à la suite d'une collision géante entre deux planètes de la taille de Mars et de Vénus. Mais de nouvelles recherches montrent que la Terre et la Lune peuvent s'être formées beaucoup plus tard - peut-être jusqu'à 150 millions d'années après la formation du système solaire.
«Nous avons déterminé les âges de la Terre et de la Lune à l'aide d'isotopes de tungstène, qui peuvent révéler si les noyaux de fer et leurs surfaces en pierre ont été mélangés ensemble pendant la collision», a déclaré Tais W. Dahl, du Niels Bohr Institute de l'Université. de Copenhague en collaboration avec le professeur David J. Stevenson du California Institute of Technology (Caltech).
Les planètes du système solaire ont été créées par des collisions entre des embryons planétaires en orbite autour du soleil nouveau-né. Dans les collisions, les petites planètes se sont figées ensemble et ont formé des planètes de plus en plus grandes. Lorsque la gigantesque collision s'est produite qui a finalement formé la Terre et la Lune, elle s'est produite à un moment où les deux corps planétaires avaient un noyau de métal (fer) et un manteau environnant de silicates (roche). Mais quand est-ce arrivé et comment est-il arrivé? La collision a eu lieu en moins de 24 heures et la température de la Terre était si élevée (7 000 ° C), que la roche et le métal ont dû fondre dans la collision turbulente. Mais la masse de pierre et la masse de fer étaient-elles également mélangées?
L'âge de la Terre et de la Lune peut être daté en examinant la présence de certains éléments dans le manteau terrestre. L'hafnium-182 est une substance radioactive qui se désintègre et se transforme en isotope tungstène-182. Les deux éléments ont des propriétés chimiques nettement différentes et tandis que les isotopes du tungstène préfèrent se lier au métal, l'hafnium préfère se lier aux silicates, c'est-à-dire la roche.
Il faut 50 à 60 millions d'années pour que tout l'hafnium se désintègre et soit converti en tungstène, et pendant la collision formant la Lune, presque tout le métal s'est enfoncé dans le noyau terrestre. Mais tout le tungstène est-il entré dans le noyau?
«Nous avons étudié dans quelle mesure le métal et la roche se mélangent lors de collisions planétaires. En utilisant des calculs de modèle dynamique du mélange turbulent des roches liquides et des masses de fer, nous avons constaté que les isotopes du tungstène de la formation initiale de la Terre restent dans le manteau rocheux », a déclaré Tahl.
Les nouvelles études impliquent que la collision lunaire s'est produite après que tout l'hafnium s'est complètement décomposé en tungstène.
«Nos résultats montrent que le noyau métallique et la roche sont incapables d'émulsifier dans ces collisions entre des planètes de plus de 10 kilomètres de diamètre et donc que la plupart du noyau de fer de la Terre (80-99%) n'a pas éliminé le tungstène du matériau rocheux dans le manteau pendant la formation », a déclaré Dahl.
Le résultat de la recherche signifie que la collision qui a créé la Terre et la Lune peut s'être produite jusqu'à 150 millions d'années après la formation du système solaire, bien plus tard que les 30 millions d'années que l'on pensait auparavant.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue scientifique Earth and Planetary Science Letters.
Extrait d'un communiqué de presse de l'Université de Copenhague.
