Des recherches récentes confirment que Theia, la protoplanète qui serait entrée en collision avec la Terre primitive pour former la Lune, est originaire du système solaire interne – plus proche du Soleil que notre planète. Cette découverte, publiée dans Science cette semaine, met fin à un débat de longue date sur les origines de Theia, en utilisant une précision sans précédent dans la mesure des isotopes du fer dans des échantillons lunaires, des roches terrestres et des météorites.
Le mystère de l’origine de Theia
Pendant des décennies, les scientifiques ont débattu de l’origine de Theia. La théorie dominante postule un impact massif entre la Terre primitive et Theia, avec des débris fusionnant pour former la Lune. Cependant, il reste difficile de déterminer le lieu de naissance exact de Theia. La nouvelle étude résout ce problème en analysant les rapports isotopiques du fer, du chrome, du molybdène et du zirconium dans les roches terrestres et lunaires.
Les empreintes isotopiques révèlent les origines du système solaire interne
La clé réside dans la répartition inégale des isotopes au début du système solaire. Les éléments plus proches du Soleil avaient des rapports isotopiques différents de ceux plus éloignés. En analysant minutieusement ces ratios dans des échantillons terrestres et lunaires, y compris des roches rapportées par les missions Apollo, les chercheurs ont reconstitué des scénarios plausibles pour la formation de Theia.
«La composition d’un corps est comme un enregistrement historique de son origine», explique le Dr Thorsten Kleine du Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. “Les rapports isotopiques agissent comme des empreintes digitales, révélant les éléments constitutifs d’une planète.”
La formation du noyau et la composition du manteau fournissent des indices
L’étude s’appuie également sur la compréhension de la structure interne de la Terre primitive. Lors de la formation du noyau de fer terrestre, certains éléments comme le fer et le molybdène s’y sont enfoncés, tandis que d’autres sont restés dans le manteau. Cela signifie que tout fer trouvé aujourd’hui dans le manteau terrestre doit être arrivé après la formation du noyau, probablement livré par Theia. Les éléments qui n’ont pas coulé, comme le zirconium, préservent toute l’histoire de la formation de la Terre.
Implications pour les modèles de formation planétaire
L’équipe de recherche a effectué des simulations d’ingénierie inverse, testant diverses compositions et tailles de Theia par rapport aux données isotopiques observées. Le scénario le plus plausible : la Terre et Theia se sont formées dans le système solaire interne, probablement en tant que voisines. Bien que certaines classes de météorites puissent expliquer la composition de la Terre, les éléments constitutifs de Theia semblent inclure des matériaux jusqu’alors inconnus provenant de plus près du Soleil.
“Les calculs suggèrent que Theia est originaire de plus près du Soleil que notre planète”, déclare le Dr Timo Hopp, auteur principal de l’étude. “Cela implique que la Terre et Theia étaient probablement voisines au début du système solaire.”
Cette découverte remet en question les modèles existants de formation planétaire, suggérant que la composition unique de Theia pourrait nécessiter une réévaluation de la répartition des matériaux dans le système solaire interne. La nature exacte de ce « matériau inconnu » reste une question clé pour les recherches futures.
Les résultats confirment que la Terre et Theia se sont probablement formées dans la même région du système solaire, offrant une image plus claire de la période chaotique au cours de laquelle les planètes sont entrées en collision et ont fusionné pour former les corps célestes que nous connaissons aujourd’hui.
