La Terre et la Lune ne seraient pas issues de la collision de notre planète avec une planète naine originaire du système solaire interne, mais bien de sa collision avec un objet venu du système solaire externe contenant d'énormes quantités d'eau, avancent des planétologues allemands. Explications.

Notre planète bleue est unique dans le système solaire en raison de la présence d’eau, qui recouvre 71 % de sa surface, et de sa lune relativement grosse qui stabilise son axe, deux éléments essentiels à l’apparition de la vie.

Le saviez-vous? Sans l'influence stabilisatrice de la Lune qui orbite autour de notre planète, la Terre serait en effet bien différente : elle tournerait plus rapidement, les jours seraient plus courts et le climat, moins stable.

La théorie actuelle

À ce jour, les scientifiques pensaient que la Lune était apparue à la suite d’un énorme cataclysme entre la Terre en formation et une planète de la taille de Mars appelée Théia, en provenance du système solaire interne qui s'étend du Soleil jusqu'à l'orbite de Jupiter et qui comprend les planètes rocheuses et la ceinture principale d’astéroïdes.

Cet impact géant survenu il y a 4,4 milliards d'années aurait arraché une partie de la matière de la Terre qui se serait ensuite agglomérée pour former son satellite naturel.

L’hypothèse allemande

Le Pr Thorsten Kleine et ses collègues de l’Université de Münster pensent plutôt que la planète Théia avait pour origine le système solaire externe, qui s’étend des géantes gazeuses jusqu’à la ceinture de Kuiper et le nuage d'Oort, et que sa composition était beaucoup plus riche en eau que ce qui était estimé à ce jour.

Selon eux, aux balbutiements de la formation de la Terre, l’eau n’était pas présente dans le système solaire. Les chercheurs expliquent que d’autres études ont montré que le système solaire s'est structuré lors de sa formation, il y a 4,5 milliards d’années, à partir d’objets composés de deux types de matériaux occupant des espaces bien distincts :

les chondrites carbonées, relativement riches en eau, peuplent le système solaire extérieur;

les chondrites non carbonées, pauvres en eau, peuplent davantage le système solaire interne.

Si des recherches avaient déjà montré que les chondrites carbonées étaient probablement responsables de l’arrivée de l'eau sur Terre, les scientifiques ne savaient pas quand ni comment ces matériaux contenant de l’eau étaient arrivés sur Terre.

Nous avons utilisé des isotopes de molybdène pour répondre à cette question. Les isotopes du molybdène nous permettent de distinguer clairement les matériaux carbonés et non carbonés, et ils représentent, à ce titre, l’empreinte génétique du matériel du système solaire externe et interne. Gerrit Budde, Université de Münster

Les mesures effectuées dans ces travaux montrent que la composition isotopique de la Terre en molybdène se situe entre celles des météorites carbonées et non carbonées, ce qui montre qu'une partie du molybdène de la Terre provient du système solaire externe.

Dans ce contexte, selon les chercheurs, les propriétés chimiques du molybdène jouent un rôle clé, car, en tant qu'élément ferreux, la majeure partie du molybdène de la planète se trouve dans le noyau.

« Le molybdène accessible aujourd'hui dans le manteau terrestre provient donc des derniers stades de la formation de la Terre, alors que le molybdène des phases antérieures se trouve entièrement dans le noyau », explique Christoph Burkhardt.

Les présents résultats montrent donc, pour la première fois, que les matériaux carbonés du système solaire externe sont arrivés tardivement sur Terre. Ils montrent également que la majeure partie du molybdène du manteau terrestre est arrivé lors de la collision avec la protoplanète Théia.

Or, comme une grande partie du molybdène du manteau terrestre provient du système solaire externe, cela signifie que Théia elle-même provient du même endroit.

Selon les scientifiques, la collision a fourni une quantité suffisante de matière carbonée pour expliquer la quantité totale d'eau sur Terre.

Notre approche est unique, car, pour la première fois, elle nous permet d'associer l'origine de l'eau sur Terre à la formation de la Lune. Pour dire les choses simplement, sans la Lune, il n'y aurait probablement pas de vie sur Terre. Thorsten Kleine, Université de Münster

En avril 2018, une autre étude laissait quant à elle à penser que la Terre était déjà recouverte de lacs, de rivières et d'océans avant l’impact cataclysmique.

Les présents travaux sont présentés dans la revue Nature Astronomy ﻿ (Nouvelle fenêtre)﻿ (en anglais).