Alors que notre système solaire se formait il y a près de quatre milliards et demi d'années, un objet de la taille d'une planète a heurté la Terre primitive, menant à la formation de la lune, peut-être d'un chaud, nuage de vapeur de roche en rotation appelé synestie. Mais après que la Terre et la Lune se soient condensées de la vapeur, il y a eu une autre phase de croissance alors que des météorites s'écrasaient sur les deux corps.

Malgré leur origine commune, il existe de curieuses différences entre la Terre et la Lune. Des éléments tels que l'or, iridium, le platine et le palladium (connus comme des éléments hautement sidérophiles ou « aimants de fer ») sont relativement rares sur la Lune par rapport à la Terre. Parce que ces éléments ont été livrés par des météorites, les explications de la différence ont mis des limites sur la façon dont la croissance par bombardement de météorites s'est déroulée sur des centaines de millions d'années. Comprendre ce problème est crucial pour comprendre exactement ce qui s'est passé lorsque la Terre et la Lune sont devenues les corps que nous connaissons aujourd'hui.

"Cela a été un problème majeur en termes de compréhension de l'histoire de l'accrétion de la Lune, " dit Qing-zhu Yin, professeur de sciences de la terre et des planètes à l'UC Davis.

Yin et un groupe international de collaborateurs ont maintenant effectué une reconstruction détaillée qui résout le problème des éléments hautement sidérophiles et donne un nouvel aperçu de l'histoire de l'accrétion tardive de la lune. Leurs résultats sont publiés le 11 juillet dans la revue La nature .

Moins de rétention de matériau météoritique

Les chercheurs ont modélisé les millions d'impacts de météores qui auraient apporté de la matière sur la Terre et la Lune. Ils ont validé leur modèle en comparant le nombre d'impacts prévus avec le nombre de cratères réels sur la lune.

Ils ont découvert qu'en raison de la plus petite taille de la lune, et parce que certains impacts seraient à un angle faible par rapport à la surface, relativement moins de matière a été laissée par les météorites qui ont frappé la lune que par celles qui ont frappé la Terre.

Yin et ses collègues ont calculé que les éléments sidérophiles n'auraient été retenus dans la croûte et le manteau lunaires que depuis environ 4,35 milliards d'années, plus tard qu'on ne le pensait et au moment où l'océan de magma recouvrant la lune s'est solidifié. Les éléments sidérophiles arrivés avant cette date auraient été absorbés dans le noyau de fer de la lune.

Pris ensemble, ces facteurs expliquent l'écart dans les éléments hautement sidérophiles entre la Terre et la Lune.

"La beauté de ce travail est telle que toutes ces choses s'assemblent maintenant bien. Nous avons peut-être résolu ce problème, au moins jusqu'à ce que quelqu'un trouve de nouvelles divergences!", A déclaré Yin.