Des roches provenant de l'impact qui a formé la lune pourraient encore subsister dans le manteau de la Terre.

Il y a environ 4,5 milliards d'années, la jeune Terre a été heurtée par un objet de la taille de Mars, estiment les scientifiques. Cet impact a généré une grande quantité de débris qui se sont rassemblés pour former la Lune. Certains pensent que les restes de l'impacteur, nommé Theia, continuent d'exister sous la forme d'un matériau dense situé au-dessus du noyau terrestre. Cette théorie a été proposée par des chercheurs le 1er novembre dans Nature.

Des études récentes ont révélé de vastes zones de roches à la base du manteau terrestre présentant des caractéristiques extraordinaires ; Les ondes sismiques traversent ces zones à une vitesse plus lente, on pense donc que ces roches possèdent une densité plus élevée que les autres. De telles formations rocheuses, identifiées comme de grandes provinces à faible vitesse, peuvent être trouvées sous l’Afrique et à l’autre bout du monde, sous l’océan Pacifique, comme l’a mentionné le géodynamicien planétaire Qian Yuan de Caltech.

Des théories antérieures proposaient que ces masses pourraient être des fragments de plaques tectoniques qui auraient été poussés en dessous des autres et finiraient par s'enfoncer jusqu'à la limite du noyau externe de la Terre et du manteau au-dessus. Cependant, Yuan et son équipe présentent une théorie différente.

La Lune représente environ 2 % de la masse de la Terre, ce qui signifie qu’une quantité importante de Theia n’a pas encore été prise en compte. Les chercheurs ont réussi à analyser les conséquences d’une collision potentielle entre la jeune Terre et un autre objet, à l’aide de simulations sur superordinateur.

Il a été simulé qu'avant l'impact, les deux corps célestes possédaient un noyau dense de fer entouré d'un matériau rocheux plus léger. Chaque objet a été divisé numériquement en particules d'une taille d'environ 10 kilomètres, permettant de surveiller les fragments produits par la collision", explique le co-auteur de l'étude, Vincent Eke, physicien computationnel à l'Université de Durham, en Angleterre. Les simulations de l'équipe ont suivi le voyage d'environ 100 millions de particules.

Les simulations suggèrent qu'une partie importante du noyau de Theia, qui pourrait représenter jusqu'à 3 % de la masse actuelle de la Terre, a été laissée sur notre planète et aurait coulé vers le noyau terrestre suite à l'impact. Simultanément, une quantité substantielle du manteau de Theia, peut-être égale à 5 pour cent de la masse terrestre, a été incorporée dans les 1 400 kilomètres de manteau le plus élevé de la Terre.

Selon les roches lunaires, il est plausible que le manteau de Théia contienne une plus grande présence de minéraux d'oxyde de fer. Cela suggère qu'il était probablement quelques pour cent plus dense que le manteau terrestre, selon Yuan. Au cours des dizaines de millions d’années qui ont suivi la collision, ce matériau plus dense est descendu lentement pour constituer de vastes provinces à faible vitesse, émettent l’hypothèse des chercheurs.

Il existe de nombreuses théories concernant ces provinces à faible vitesse. Certains pensent qu'il s'agit de vestiges de plaques tectoniques, tandis que d'autres suggèrent qu'il s'agit des restes à haute densité de l'océan magmatique initial de la Terre, qui ont coulé jusqu'aux niveaux les plus profonds du manteau terrestre. Paul Tackley, géodynamicien à l'ETH Zurich, a observé que l'attribution récente de ces provinces au matériau laissé après la collision de Theia avec la jeune Terre est un concept nouveau. Il ne faisait pas partie de cette recherche.

Indépendamment du rôle accidentel de Theia dans l'origine des provinces à faible vitesse, Tackley estime qu'il est plausible qu'elles aient pu persister pendant près de 4,5 milliards d'années depuis la formation de la Lune. Il suggère que si le matériau de ces zones était suffisamment dense pour éviter de se mélanger au manteau sus-jacent au fil du temps, il pourrait survivre à une échelle de temps géologique.

La théorie prédominante sur la formation de la Lune, connue sous le nom d’« hypothèse de l’impact géant », implique une collision entre la Terre et une protoplanète. Dans le passé, des chercheurs ont proposé qu'une telle collision pourrait expliquer les différences subtiles entre la composition élémentaire des roches lunaires et celles de la Terre. De plus, une théorie récente postule également qu’une collision entre la jeune Terre et Theia aurait pu déclencher la tectonique des plaques.

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