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Des échantillons d'Apollo 11 utilisés pour mesurer l’âge de la Lune

Publié le 24 juillet 2019 Mis à jour le 29 juillet 2019

50 ans après l’alunissage d’Apollo 11, une étude exploite de nouvelles données géochimiques issues des échantillons prélevés sur la Lune, afin de déterminer l’âge du satellite. Les résultats sont publiés dans Nature Geoscience: ils révèlent que la lune serait plus vieille que l’on ne le pensait.

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Geoscience, les chercheurs dévoilent l’analyse de la composition chimique d’une série d’échantillons prélevés au cours des missions Apollo. Selon leurs analyses, la formation de la Lune remonterait à environ 50 millions d’années après celle du système solaire : notre satellite serait donc bien plus ancien que l’on ne le croyait.

Actuellement membre du Laboratoire G-TIME de la Faculté des Sciences de l’Université libre de Bruxelles dans le cadre du projet EoS "ET-HoME", Maxwell Thiemens est le premier auteur de cette étude, réalisée lors de sa thèse à l’Université de Cologne.

21 kilos d’échantillons

Le 21 juillet 1969, l’humanité a fait ses premiers pas sur La Lune. Au cours des quelques heures passées à la surface de la Lune, l’équipage d’Apollo 11 a prélevé 21,55 kg d’échantillons, rapportés ensuite sur Terre. Cinquante ans plus tard, presque jour pour jour, ces échantillons continuent de nous livrer des enseignements sur les grandes étapes de la naissance du système solaire et sur l’histoire du système Terre-Lune.

La Lune est probablement apparue à la suite d’une énorme collision entre un corps protoplanétaire et une Terre encore toute jeune. Peu à peu, la Lune s’est formée par accrétion des débris projetés dans l’orbite de la Terre. Ce nouveau satellite était alors recouvert d’un océan de magma, qui a formé différents types de roches en refroidissant. « Ces roches, qui se trouvent encore aujourd’hui à la surface de l’astre, renferment des informations sur la naissance de la Lune », explique Maxwell Thiemens.

« Étudier ces roches lunaires offre une opportunité unique aux chercheurs de comprendre la formation de notre satellite mais aussi l’évolution de la Terre elle-même. »

Signature chimique des roches

L’étude publiée aujourd’hui se penche sur la signature chimique des différents types d’échantillons lunaires prélevés par les missions Apollo successives. Les chercheurs ont comparé la teneur en différents éléments de roches formées à différentes époques. La relation entre des éléments rares tels que l’hafnium, l’uranium et le tungstène peut notamment être utilisée comme une « sonde » afin de quantifier le pourcentage de fusion qui a produit les roches basaltiques qui se trouvent dans les « mers » de la Lune (les taches noires à la surface de la Lune qui n’ont de mer que le nom !).

L’étude de l’hafnium et du tungstène sur la Lune est particulièrement importante, car ils constituent une horloge radioactive naturelle,

l’isotope hafnium-182 se désintégrant en tungstène-182. Ce processus s’est arrêté alors que le système solaire n’avait que 70 millions d’années. Les chercheurs ont combiné les données d’hafnium et de tungstène obtenues lors de l’analyse des échantillons lunaires, d’une part, et les connaissances sur leur affinité avec certains minéraux obtenues par le biais d’expériences, d’autre part. Leur étude conclut que la Lune a commencé à se solidifier environ 50 millions d’années après la formation du système solaire. « Cette information sur l’âge de la Lune signifie qu’un éventuel impact géant se serait produit avant cette période : voilà qui répond à une question qui a suscité de vifs débats dans la communauté scientifique concernant la formation de la Lune », se félicite Carsten Münker, autre auteur de l’étude.

Étudier la lune pour comprendre la formation de la Terre

Il est particulièrement important de déterminer l’âge de la Lune afin de comprendre quand et comment la Terre elle-même s’est formée et a évolué au tout début de l’histoire du système solaire. Maxwell Thiemens conclut :

« Les premiers pas de l’humanité sur un autre corps céleste, voilà plus de 50 ans, nous ont permis de recueillir des échantillons grâce auxquels nous comprenons mieux l’histoire et l’évolution de la Lune et, partant, la genèse de notre propre planète. ».

Maxwell Thiemens poursuit son travail à l’ULB dans le cadre du projet de recherche "ET-HOME" (programme Eos, Excellence of Science), dont le but est de comprendre l’habitabilité de la Terre primitive et de Mars dans le passé et le présent. D’autres échantillons lunaires des missions Apollo seront analysés au Laboratoire G-Time pour connaitre la durée de l’activité magmatique lunaire et l’interpréter en terme d’évolution planétaire.

Contacts scientifiques

Maxwell Thiemens (in English)

Laboratoire G-TIME (Geochemistry: Tracing with Isotopes, Minerals, and Elements)
Faculté des Sciences, ULB
maxwell.thiemens@ulb.ac.be
+32 2 650 22 47

Vinciane Debaille (en francais)

Laboratoire G-TIME
Faculté des Sciences, ULB
vinciane.debaille@ulb.ac.be
+32 2 650 22 71

/!\ Vinciane Debaille ne figure pas dans les auteurs de l'article

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