La Lune est beaucoup plus vieille qu’on ne le pensait

La Lune est peut-être notre plus proche voisine dans l’espace et le seul corps céleste autre que la Terre sur lequel nous avons mis les pieds, il nous reste encore beaucoup à apprendre à son sujet. Par ailleurs, ce que nous tenions pour acquis peut parfois être remis en doute. Par exemple, en effectuant récemment une analyse atome par atome des cristaux rapportés par les astronautes d’Apollo en 1972, une équipe de chercheurs a calculé que la Lune était plus ancienne qu’on ne le pensait.

Le pouvoir des zircons

La naissance de la Lune est attribuée à la collision entre la Terre et une protoplanète. Ce cataclysme a propulsé des débris dans l’espace qui se sont progressivement agglomérés pour former notre satellite. Les premières étapes de la formation lunaire se caractérisaient par une surface en fusion. Au fil du temps, cette surface s’est progressivement refroidie et solidifiée, donnant naissance à des cristaux de silicium appelés zircons qui possèdent une remarquable résistance aux températures extrêmement élevées et aux environnements hostiles. Cela leur permet de subsister pendant des milliards d’années.

Dans le cadre de cette nouvelle étude, les chercheurs ont analysé des échantillons rapportés sur Terre par la mission Apollo 17 en 1972. Leurs conclusions suggèrent que la Lune est en réalité plus ancienne que ce que l’on avait supposé auparavant. Si des études antérieures avaient déjà soulevé cette possibilité, cette recherche récente est la première à utiliser une méthode analytique appelée tomographie par sonde atomique.

Cette technique permet d’explorer la composition et la structure des matériaux à l’échelle atomique. Elle est employée pour déterminer la distribution des isotopes et des éléments chimiques au sein d’un matériau donné.

La Lune a au moins 4,46 milliards d’années

Les cristaux de zircon présents dans les échantillons lunaires contiennent de l’uranium radioactif qui se désintègre en plomb à un rythme constant. L’analyse de la proportion de plomb par rapport à l’uranium dans un échantillon donné permet de calculer le temps écoulé depuis la formation de ce cristal de zircon.

La datation radiométrique peut être comparée à un sablier, où le passage du temps est marqué par l’accumulation de sable dans la partie inférieure. De manière similaire, cette technique permet de compter le nombre d’atomes parents (uranium) et le nombre d’atomes filles (plomb) produits par la désintégration radioactive au fil du temps. La quantité de plomb par rapport à l’uranium fournit alors des informations précises sur l’âge de l’échantillon et permet par extension d’estimer l’âge minimum de la Lune. Ici, les chercheurs ont calculé un âge de 4,46 milliards d’années. C’est environ 40 millions d’années de plus que ce qui avait été envisagé.

Dans les années à venir, il serait intéressant de compléter ces connaissances avec celles issues des échantillons prélevés lors des prochaines missions lunaires Artemis. Pour rappel, il sera question d’explorer la région du pôle Sud lunaire, tandis qu’il y a plus de cinquante ans, les astronautes d’Apollo 17 avaient collecté ses échantillons dans la vallée Taurus-Littrow, située à l’est de Mare Serenitatis.

Ce rapprochement entre les anciens et les nouveaux échantillons pourrait renforcer notre compréhension de la formation du système solaire et de ses mystères, offrant ainsi un legs précieux aux générations futures de scientifiques.

Brice Louvet

Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Geochemical Perspectives Letters.