En analysant une météorite lunaire découverte dans le nord-ouest de l’Afrique, des chercheurs ont identifié les traces d’un impact d’astéroïde majeur jusqu’ici inconnu qui aurait frappé la Lune il y a environ 3,5 milliards d’années. La datation de la collision coïnciderait à peu près avec deux autres collisions survenues sur Terre et sur l’un des plus gros astéroïdes de la ceinture d’astéroïdes. Ces relevés rares contenus dans un seul échantillon apportent de nouveaux éléments sur les débuts du Système solaire et, peut-être, sur la manière dont la vie est apparue sur Terre.
La stabilisation de l’atmosphère, de la croûte terrestre, des océans et l’ensemble des processus qui ont permis à la vie d’émerger sur Terre se sont produits au cours des premiers milliards d’années de sa formation. Parallèlement, le Système solaire parachevait, lui aussi, sa formation, un processus chaotique au cours duquel des astéroïdes et des objets plus grands, tels que des corps planétaires, entraient fréquemment en collision.
On estime que ces collisions ont joué un rôle majeur dans la formation des planètes et des lunes du Système solaire et probablement contribué à l’émergence de la vie sur Terre. Des théories suggèrent en effet que les impacts d’astéroïdes et de comètes ont apporté sur Terre des éléments essentiels à la vie tels que l’eau et les six éléments constitutifs de la vie (le carbone, l’hydrogène, l’azote, l’oxygène, le phosphore et le soufre).
Cependant, ces processus demeurent en grande partie incompris car les traces témoignant des événements précurseurs, telles que les roches anciennes, sont extrêmement rares. La croûte terrestre fait en effet constamment l’objet de processus géologiques dynamiques tels que l’érosion, la subduction et l’enfouissement, ce qui implique que la surface est remodelée en permanence et que les roches anciennes sont rarement préservées.
En conséquence, compte tenu de la rareté des preuves, l’intensité des bombardements météoritiques survenus dans le Système solaire interne au cours de sa formation et sur la Terre primitive fait l’objet de débats.
« Sur Terre, les premiers fossiles témoignent de traces de vie remontant à environ 3,5 milliards d’années, ce qui signifie que la vie émergeait et évoluait déjà avant cette période. La question que l’on se pose souvent, même en remontant plus loin dans le temps, est : quels étaient les impacts qui ont marqué l’émergence de la vie ? », explique Carolyn Crow, planétologue à l’Université du Colorado à Boulder, dans un article de blog du Geological Society of America.
« Il est essentiel de comprendre comment la vie s’est implantée, comment elle a émergé. La fréquence de ces événements catastrophiques est un élément important de l’équation. » Dans une étude parue récemment dans la revue Geology, Crow et ses collègues apportent de nouvelles preuves de ce passé chaotique, notamment en retraçant les traces de trois collisions liées survenues sur la Lune et sur Terre. « C’est très rare, et c’est pourquoi nous sommes si enthousiastes. Il est extrêmement rare que les trois enregistrements coïncident de cette façon », a déclaré Crow.
Les traces d’un triple impact dans une seule météorite
La météorite découverte par les chercheurs et baptisée NWA 12593 a été datée par radiométrie, une technique consistant à mesurer les taux de désintégration des éléments radioactifs présents dans l’échantillon. Cela a permis aux chercheurs d’estimer le premier impact lunaire à 3,5 milliards d’années, soit environ un milliard d’années après la formation du Système solaire.
La météorite contenait notamment de l’oxyde de zircone cubique. La zircone cubique est un matériau souvent utilisé comme substitut du diamant en joaillerie. Ce matériau se forme à des températures extrêmement élevées (plus de 2 370 °C) et sa présence dans la météorite suggère que l’impact a été suffisamment puissant pour faire fondre partiellement la surface de la Lune.
Cependant, si le refroidissement de la zircone cubique n’est pas rigoureusement contrôlé, elle se détériore facilement et ne résisterait pas aux températures nocturnes sur la Lune, ni même aux températures rencontrées sur Terre. Les chercheurs ont détecté sa présence dans la météorite grâce à ses produits de recristallisation.
Les traces du second impact ont été identifiées sur la météorite elle-même par le biais d’une structure appelée brèche et qui se serait formée à la suite d’une collision mineure survenue dans la nappe de roche fondue créée par le premier impact.
« Les brèches ressemblent à ce que l’on verrait en détachant un morceau de béton. On y verrait toutes ces petites pierres, amalgamées ensuite par le ciment. Mais la météorite est soudée par l’impact. Elle se compose de fragments de roches diverses, mélangés et fusionnés, comme le béton de votre trottoir », explique Crow.
Enfin, un troisième impact plus récent aurait éjecté ce fragment de brèche hors de la surface lunaire, l’envoyant vers la Terre. La datation du premier impact coïnciderait avec celles d’autres impacts majeurs survenus sur Terre et sur Vesta, le quatrième plus gros astéroïde de la ceinture d’astéroïdes, témoignant du passé violent du Système solaire primitif. Elle survient aussi à peu près au même moment où la vie est apparue sur Terre.
La prochaine étape de la recherche consistera à effectuer des analyses approfondies des impacts afin d’améliorer la compréhension de l’évolution du Système solaire il y a 3,5 milliards d’années, lorsque les impacts diminuaient à mesure que le nombre d’astéroïdes dans la région interne se réduisait.
Source : Geology
