D'où viennent les matériaux qui composent la Terre et la Lune et quand sont-ils arrivés ?

La plupart des modèles scientifiques soutiennent que la Terre s'est formée progressivement par addition d'un assortiment de masses de la taille de la Lune à celle de Mars qui présentaient un vaste éventail de caractéristiques isotopiques. Nouvelle recherche publiée le 26 janvier dans La nature entretient la Terre, ainsi que la lune et certaines météorites, ont été formés à partir de matériaux plus similaires, possédant des caractéristiques isotopiques presque impossibles à distinguer.

"La Terre s'est accumulée à partir d'un réservoir isotopiquement homogène, " a déclaré Nicolas Dauphas, le professeur Louis Block en sciences géophysiques, l'auteur de l'étude. « Au niveau des couleurs, on pourrait dire que ce n'était pas "vert, bleu, rouge, ' mais plutôt 'vert, vert, vert.'"

En analysant les données de certains éléments, Dauphas a pu déchiffrer la nature isotopique de la matière qui a formé la Terre. Des anomalies dans les éléments ont fourni des "empreintes digitales" pour recréer le processus de formation, aider à établir des "liens génétiques" entre les corps planétaires et leurs éléments constitutifs.

Dauphas a utilisé les similitudes isotopiques qu'il a trouvées dans certains éléments pour enregistrer les étapes de la formation de la Terre. Peu de temps après la formation de la Terre il y a 4,5 milliards d'années et au fur et à mesure que son noyau grandissait, le noyau attirait des éléments qui avaient de fortes affinités pour le métal. Comme la formation du noyau était presque terminée, cependant, de tels éléments, alors qu'ils continuaient à arriver de l'espace, restaient dans le manteau.

Cela permet d'expliquer l'âge de certaines parties de la Terre et le rôle qu'elles ont joué dans la formation de notre planète, dit Dauphas. "Par exemple, Je peux vous dire que la pièce dans votre poche avec l'image de Jefferson dessus ne contient pas de nickel provenant des premiers 60 pour cent de l'accrétion de la Terre parce que le noyau a récupéré ce nickel arrivé tôt."

En outre, Les recherches de Dauphas révèlent qu'un type rare de matériau extraterrestre connu sous le nom de météorites à enstatite (du nom d'un minéral qu'ils contiennent en abondance) formait la moitié des premiers 60 pour cent de la Terre. Après ça, 100 pour cent du reste de la Terre a été formé par des impacteurs de type enstatite.

"Avant ce travail, la question de la nature de la matière d'accrétion de la Terre à travers le temps était principalement rhétorique, " dit Dauphas. " En étudiant des mesures de haute précision, nous avons montré que la Terre, la lune et les météorites avec une forte concentration de l'enstatite minérale ont des compositions isotopiques presque impossibles à distinguer."

La formation de la lune

Les découvertes mettent en lumière la formation de la lune, ce qui a été difficile à expliquer en utilisant les modèles les plus simples de la formation de la Terre. De tels modèles montrent que la Terre et la Lune ont été formées de matériaux variés avec différentes compositions isotopiques.

"La Lune est isotopiquement similaire à la Terre, " Dauphas dit. " Par conséquent, l'impacteur géant qui a frappé la Terre peu de temps après sa création, formant ainsi la lune, avait très probablement une composition isotopique similaire à celle de la Terre."

Ce travail montre également que le matériau qui a servi à fabriquer la Terre a été commandé, dit David Stevenson, le professeur Marvin L. Goldberger de sciences planétaires à Caltech, qui n'a pas participé à la recherche. "L'ordre était tel que le projectile de masse martienne qui a frappé la Terre et très probablement conduit à la formation de la Lune était très similaire à la Terre à cette époque. Cela permet de comprendre plus facilement pourquoi la Terre et la Lune sont si remarquablement similaires — une similitude qui est un casse-tête majeur depuis plus d'une décennie."

La méthode Dauphas propose « une approche élégante » pour le sourcing des matériaux qui composent la Terre, a conclu Stevenson.