Sur cette vue d’artiste, une collision entre deux planétésimaux, semblable à celle entre la Terre et Théia qui a pu donner naissance à la Lune. Mais des restes de Théia substistent-ils dans le manteau de notre planète ? La question est posée. © T. Pyle, Nasa, JPL-Caltech
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Des restes de Théia sont-ils enfouis sous la surface de la Terre ?

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Théai, c'est le nom que les astronomes ont choisi pour désigner la protoplanète hypothétique qui aurait donné naissance à la Lune en entrant en collision avec la Terre. Le tout, il y a 4,5 milliards d'années. Aujourd'hui, des chercheurs émettent une folle hypothèse : les restes de Théia resteraient enfouis profondément dans le manteau de notre planète !

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Il y a quelque 4,5 milliards d'années, une protoplanète entrait en collision avec la Terre. L'événement donnait naissance à la Lune. Les chercheurs s'accordent à peu près sur ce scénario. Mais aujourd'hui, coup de tonnerre, une équipe suggère que les restes de Théia - ladite protoplanète - pourraient être trouvés dans deux couches de roches de la taille d'un continent, enfouies profondément dans le manteau terrestre.

Ces couches de roches sont connues des sismologues. Ils les appellent les grandes provinces d'anomalies des vitesses sismiques d'ondes de cisaillement (LLSVP). Car elles ralentissent brusquement les ondes sismiques qui les traversent. C'est cette observation qui leur a permis de conclure à la présence de ces deux masses importantes, plus denses et chimiquement différentes du manteau environnant, quelque part à environ 2.900 kilomètres sous l'Afrique de l'ouest et l'océan Pacifique. Des sortes de continents qui s'étendent sur plusieurs milliers de kilomètres.

« L'idée folle que ces objets correspondent aux restes de Théia est au moins possible », a estimé Qian Yuan, géophysicien à l'université de l'État de l'Arizona (États-Unis) lors d'une conférence. Il a rassemblé plusieurs preuves qui tendent à le montrer.

Des preuves et des interrogations

Il y a d'abord ces éléments radioactifs trouvés en Islande et aux Samoa. Des éléments qui ne se sont formés que pendant les 100 premiers millions d'années de l'histoire de la Terre. Le lien avec les LLSVP ? Des panaches de magma qui relient les LLSVP aux volcans des deux îles.

Il y a aussi la nouvelle image que les astronomes se sont faites de Théia, suite à une étude parue en 2019. Celle d'une protoplanète dépourvue d'eau et presque aussi grande que la Terre. Pour expliquer l'abondance d'hydrogène léger dans les échantillons de roche lunaire ramenés par les missions Apollo. Une Théia plus massive que celle initialement imaginée par les astronomes permet d'expliquer les dimensions des LLSVP. Une telle protoplanète aurait aussi pu se séparer en un noyau appauvri en fer et un manteau riche en fer, environ 2 à 3,5 % plus dense que celui de la Terre. Rapidement après la collision, le noyau de Théia aurait fusionné avec celui de notre planète. Le matériau constituant son manteau, du fait de sa densité particulière, ne se serait pas mélangé au manteau terrestre et aurait fini « en tas », à proximité du noyau de la Terre.

Mais tant que la structure exacte des LLSVP n'aura pas pu être établie de manière certaine, le doute subsistera. Des études suggèrent en effet qu'elles pourraient finalement être moins massives que les chercheurs le pensaient à l'origine. Et cela pourrait être difficile à faire correspondre avec une Théia de la taille de la Terre.

Peut-être les chercheurs trouveront-ils une réponse dans les échantillons de manteau lunaire que la Nasa espère aller chercher du côté du pôle sud de notre satellite naturel. Affaire à suivre...

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