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La Lune - Formation de la Lune

C. Levasseur

Première théorie

George Darwin, un astronome anglais et fils de Charles Darwin, postula en 1898 que la Lune et la Terre n'étaient autrefois qu'un seul corps. Son hypothèse était qu'une Lune en fusion fut arrachée à la Terre grâce à la force centrifuge. Cette hypothèse fut l'explication scientifique la plus répandue au début du 20^e siècle. Il calcula d'ailleurs que la Lune avait déjà eu une orbite beaucoup plus proche de la Terre et que celle-ci dériva lentement de la Terre. Cependant, les calculs de Darwin ne permettaient pas à la Lune de partir de la surface de la Terre.

Une collision

En 1946, un professeur de l'université Harvard nommé Reginald Aldworth Daly défia l'hypothèse de Darwin. Il déclara que la création de la Lune était probablement causée par un impact entre la Terre et un autre corps. Selon lui, la Lune n'avait pas été créée de la force centrifuge de la Terre. L'idée fut oubliée jusqu'en 1974 au cours d'une conférence sur les satellites. Elle est maintenant la théorie la plus acceptée par la communauté scientifique.

Le nom de la Lune avant la prétendue collision avec la Terre est Théa. Elle avait probablement une taille semblable à la planète Mars. Dans la mythologie grecque, Théa est un Titanide (une sous-catégorie des Titans). Le nom de «Théa» signifie «déesse» (on peut penser à théologie ou théocratie). Elle était la fille d'Ouranos et Gaïa. Elle fut la mère d'Hélios, Séléné et Éos. Séléné étant un ancien nom pour la Lune. On a probablement choisi le nom Théa en référence à celle qui a «engendré» la Lune.

En fonction de simulations informatiques, un tel impact se serait produit à une vitesse de 4 km/s et à un angle de 45 degrés. Le noyau de fer de la Théa aurait été absorbé par la Terre. La majorité du manteau de Théa et une bonne partie du manteau terrestre auraient été éjectés dans l'espace. Les débris s'agglutinèrent autour de la Lune dans une période assez brève (entre 1 mois et un siècle).

Selon cette théorie de collision Lune-Terre, la Lune se serait formée au point de Lagrange L4 ou L5 de la Terre. La stabilité de Théa commença à vaciller lorsque celle si atteint environ 10% de la masse terrestre. Les interactions gravitationnelles entre les deux corps provoquèrent la collision de ceux-ci.

Failles avec la théorie

Il y a plusieurs autres théories sur la formation de la Lune. Malheureusement, ces théories ont toutes des failles significatives. La théorie la plus répandue et la plus acceptée par la communauté scientifique est celle où la Lune aurait été créée lors d'une collision de la jeune Terre avec un autre objet de la taille de la planète Mars. Cependant, même la théorie de la collision Terre-Théa a des failles importantes. Parmi les multiples failles de la théorie de la collision, il y a des problèmes d'eau et d'interactions gravitationnelles.

L'eau lunaire

Lors d'une collision entre la Terre et Théa, les températures auraient été tellement chaudes que l'eau sur la Lune se serait évaporée: la Lune serait donc complètement sèche. Cependant, en 2002, des professeurs universitaires auraient trouvé de l'eau dans les échantillons de roches rapportés par les missions Apollo. Cette découverte a fortement ébranlé la théorie de la collision. Des analyses plus poussées en mai 2011 confirment encore la présence d'eau. De plus, la sonde LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) a trouvé de l'eau dans le fond d'un cratère près du pôle Sud de la Lune. La question est maintenant de savoir si l'eau serait arrivée plus tard (avec des comètes par exemple) ou s'il y a quelque chose qu'on a mal compris.

L'interaction gravitationnelle

Au début, selon la théorie de la collision, la Lune aurait été beaucoup plus près de la Terre. Si la Lune était plus près, l'interaction entre les deux corps était beaucoup plus forte (la gravité entre deux objets augmente en fonction de la masse, mais encore plus en fonction de la distance). Le problème, c'est que nous n'avons pas de preuves concrètes qui indiquent que la Terre ait subi une telle gravité. Une collision Terre-Théa impliquerait implicitement que la Terre ait eu un océan de magma. Encore une fois, il n'y a aucune preuve qu'il y a eu un tel océan.

Pourquoi la théorie de la collision?

Malgré le fait que la théorie présente des failles importantes, elle est celle qui en présente le moins. C'est pour cela que c'est présentement la théorie la plus acceptée. En science, il faut parfois se satisfaire avec la moins pire des théories. C'est le cas de la théorie de la collision Terre-Théa; c'est définitivement le cas de la Lune. Avec le temps et la recherche, nous comprendrons mieux les mécanismes en jeu et on aura probablement une meilleure compréhension de notre monde. En science, il faut toujours garder à l'esprit que les «vérités» peuvent changer en fonction de nouvelles idées ou de nouveau faits.

Âge de la Lune

Grâce à la roche lunaire des missions Apollo, nous savons que l'âge de la Lune est approximativement 4,53 milliards d'années (quoique depuis 2008, certains pensent que ce soit 4,48 milliards d'années).