Simon Lock veut changer votre perception de la Lune.

Étudiant diplômé du département des sciences de la Terre et des planètes de Harvard, Lock est l'auteur principal d'une étude qui suggère que la Lune - plutôt que d'être sortie des suites d'une collision - a émergé d'un massif, nuage de roche vaporisée en forme de beignet appelé synestia.

Avec Lock, l'étude, publié le 28 février dans Journal of Geophysical Research :Planètes , est co-écrit par Sarah Stewart (UC Davis), Michail Petaev (Harvard), Zoé Leinhardt (Bristol), Mia Mace (Bristol), Stein Jacobsen (Harvard), et Matija Duk (SETI).

"La théorie communément acceptée sur la formation de la Lune est qu'un corps de la taille de Mars est entré en collision avec la proto-Terre et a fait tourner de la matière en orbite, " dit Lock. " Cette masse s'est installée dans un disque et s'est plus tard accrété pour former la lune. Le corps qui a été laissé après l'impact était la Terre. C'est le modèle canonique depuis une vingtaine d'années."

C'est une histoire captivante, Lock a dit, et ce n'est probablement pas correct non plus.

« Mettre suffisamment de masse en orbite dans le scénario canonique est en fait très difficile, et il y a une gamme très étroite de collisions qui pourraient le faire, " a-t-il dit. " Il n'y a qu'une fenêtre de quelques degrés d'angles d'impact et une gamme très étroite de tailles... et même dans ce cas, certains impacts ne fonctionnent toujours pas. "

"Ce nouveau travail explique des caractéristiques de la Lune qui sont difficiles à résoudre avec les idées actuelles, " dit Stewart, professeur de sciences de la Terre et des planètes à l'UC Davis. "C'est le premier modèle qui peut correspondre au motif de la composition de la Lune."

Quoi de plus, il a dit, des tests ont montré que les "empreintes digitales" isotopiques de la Terre et de la Lune sont presque identiques, suggérant que les deux provenaient de la même source. Mais dans l'histoire canonique, la Lune s'est formée principalement à partir des restes d'un seul des deux corps qui sont entrés en collision.

Mais tout comme les similitudes entre la Terre et la Lune soulèvent des questions sur l'histoire acceptée de la création de la Lune, leurs différences aussi.

Des tests ont montré que la Lune est beaucoup moins abondante en de nombreux éléments volatils - tels que le potassium, sodium et cuivre - qui sont relativement communs sur Terre.

"Il n'y a pas eu de bonne explication à cela, " a déclaré Lock. " Les gens ont proposé diverses hypothèses sur la façon dont la Lune aurait pu se retrouver avec moins de volatiles, mais personne n'a été capable d'égaler quantitativement la composition de la Lune."

Le scénario décrit par Lock et ses collègues commence toujours par une collision massive, mais plutôt que de créer un disque de matière rocheuse, l'impact crée une synestie.

"C'est énorme, " dit Lock. " Elle peut faire dix fois la taille de la Terre, et parce qu'il y a tellement d'énergie dans la collision, peut-être que 10 pour cent de la roche de la Terre est vaporisée, et le reste est liquide... donc la façon dont vous formez la Lune à partir d'une synestie est très différente."

Cela commence par une "graine" - une petite quantité de roche liquide qui se rassemble juste au centre de la structure en forme de beignet. Au fur et à mesure que la structure se refroidit, la roche vaporisée se condense et pleut vers le centre de la synestie. Une partie de la pluie s'écoule sur la Lune, la faisant grandir.

"Le taux de chute de pluie est environ dix fois celui d'un ouragan sur Terre, " dit Lock. " Au fil du temps, toute la structure rétrécit, et la Lune émerge de la vapeur. Finalement, toute la synestie se condense et ce qui reste est une boule de roche liquide en rotation qui finit par former la Terre telle que nous la connaissons aujourd'hui."

L'ensemble du processus se déroule remarquablement rapidement, avec la Lune émergeant de la synestie en quelques dizaines d'années, et la Terre formant environ 1, 000 ans plus tard.

Plus important, Lock a dit, il aborde chacun des problèmes du modèle canonique de la création de la Lune. Puisque la Terre et la Lune sont créées à partir du même nuage de roche vaporisée, ils partagent naturellement des « empreintes digitales » isotopiques similaires. L'absence d'éléments volatils sur la Lune, pendant ce temps, peut s'expliquer par le fait que la Lune s'est formée entourée de dizaines d'atmosphères de vapeur et à une température de 4000-6000 Fahrenheit.

"Essentiellement, c'est le premier modèle qui a pu expliquer les complications, et qui a su le faire quantitativement, " dit Lock. " C'est une façon radicalement différente de former la Lune. Vous ne pensez pas à un satellite se formant à l'intérieur d'un autre corps, mais c'est ce qui semble arriver."

Alors que le modèle semble répondre à certaines questions de longue date concernant la création de la Lune, Lock a déclaré que le travail en est encore à ses étapes préliminaires, et davantage de travail doit être fait pour affiner davantage le modèle.

"C'est un modèle de base, " a déclaré Lock. " Nous avons fait des calculs de chacun des processus qui entrent dans la formation de la Lune et montré que le modèle pouvait fonctionner, mais il y a divers aspects de notre théorie qui nécessiteront plus d'interrogations.

"Par exemple, quand la Lune est dans cette vapeur, qu'est-ce que ça fait à cette vapeur? Comment le perturbe-t-il ? Comment la vapeur passe-t-elle devant la Lune ? Ce sont toutes des choses que nous devons revenir en arrière et examiner plus en détail."