Les échantillons d’Apollo 17 révèlent que la Lune est 40 millions d’années plus vieille qu’on ne le pensait auparavant

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La poussière lunaire collectée par les astronautes d’Apollo 17 dans les années 1970 a révélé que la Lune est plus vieille de 40 millions d’années qu’on le pensait auparavant.

Après avoir atterri sur la Lune le 11 décembre 1972, les astronautes de la NASA Eugene Cernan et Harrison Schmidt ont collecté des roches et de la poussière sur la surface lunaire. Une nouvelle analyse de cet échantillon a révélé des cristaux de zircon et a daté son âge à 4,46 milliards d’années. Des estimations antérieures indiquent que l’âge de la Lune, formée à la suite d’une collision céleste massive, est de 4,425 milliards d’années.

Les résultats ont été publiés lundi dans la revue Lettres de perspectives géochimiques.

« Ces cristaux sont les plus anciens solides connus qui se sont formés après un impact géant. Parce que nous connaissons l’âge de ces cristaux », Philip Heck, auteur principal de l’étude, et Robert A. Pritzker, conservateur du Département des météorites et des études polaires du Field Museum of Natural History de Chicago, a déclaré dans un rapport. Il sert de point d’ancrage pour la chronologie lunaire.

Les premiers jours de notre système solaire – alors que la Terre était encore en formation et grandissait – étaient chaotiques et des objets rocheux entraient souvent en collision dans l’espace. Au cours de cette période, il y a plus de 4 milliards d’années, un objet de la taille de Mars est entré en collision avec la Terre, éjectant un gros morceau de roche qui est devenu la Lune, selon les chercheurs. Mais les chercheurs ont eu du mal à dater avec précision cet événement crucial.

L’énergie issue de la collision d’un objet de la taille de Mars avec la Terre a fait fondre les roches qui formeraient éventuellement la surface de la Lune.

« Lorsque la surface a fondu de cette manière, les cristaux de zircon n’ont pas pu se former et survivre », a déclaré Heck, qui est également directeur principal du Negaunee Integrative Research Center du musée et professeur au Département des sciences géophysiques de l’Université. « Il s’est formé après le refroidissement de l’océan de magma lunaire. »

« Sinon, ils auraient fondu et leur signature chimique serait effacée. »

Des recherches antérieures menées par Bidong Zhang, co-auteur de l’étude et chercheur associé au Département des sciences de la Terre, des planètes et de l’espace de l’Université de Californie à Los Angeles, ont suggéré que la détermination de l’âge des cristaux dans la poussière lunaire pourrait révéler l’âge réel de la Lune. , Bien.

Zhang et sa collègue Audrey Bouvier, professeur de sciences planétaires expérimentales à l’Université de Bayreuth en Allemagne, ont contacté Heck et l’auteur principal de l’étude, Jennika Greer, associée de recherche en géosciences à l’Université de Glasgow, pour examiner les cristaux à l’échelle nanométrique en utilisant une technique avancée. Déterminer sa composition chimique et déterminer l’âge de la lune.

Cette recherche représente la première utilisation de la méthode analytique pour dater les cristaux à l’aide de la tomographie par sonde atomique et a été menée à l’aide d’instruments de l’Université Northwestern à Evanston, dans l’Illinois, selon les auteurs de l’étude.

« En tomographie par sonde atomique, nous commençons par affûter un morceau de l’échantillon lunaire jusqu’à obtenir une pointe très pointue, à l’aide d’un microscope à faisceau d’ions focalisé, presque comme un taille-crayon très sophistiqué », a déclaré Greer, doctorant au Field Museum. . et l’Université de Chicago lorsque j’ai travaillé sur l’étude. « Ensuite, nous utilisons des lasers ultraviolets pour vaporiser les atomes de la surface de cette pointe. Les atomes voyagent à travers un spectromètre de masse et la vitesse à laquelle ils se déplacent nous indique leur poids, ce qui nous indique de quoi sont faits ces atomes. »

L’analyse a montré le nombre d’atomes d’uranium présents à l’intérieur des cristaux de zircon qui avaient été soumis à une désintégration radioactive. Les éléments peuvent se transformer si leurs atomes ont une configuration instable de protons et de neutrons, provoquant la désintégration de certains d’entre eux, comme la désintégration de l’uranium pour devenir du plomb. En suivant la durée de ce processus, les scientifiques peuvent déterminer l’âge de quelque chose en comparant le rapport entre les atomes d’uranium et de plomb.

« La datation radiométrique fonctionne un peu comme un sablier », a déclaré Heck. « Dans un sablier, le sable s’écoule d’une ampoule de verre à l’autre, le passage du temps étant indiqué par l’accumulation de sable dans l’ampoule inférieure. La datation radioactive fonctionne de la même manière en comptant le nombre d’atomes parents et le nombre d’atomes filles qu’ils ont transformés. Le passage du temps peut alors être calculé car le taux de transformation est connu.

L’équipe de recherche a utilisé les isotopes du plomb trouvés dans l’échantillon de poussière lunaire pour déterminer que les cristaux avaient 4,46 milliards d’années, ce qui indique que la Lune doit avoir au moins cet âge.

« C’est incroyable de pouvoir obtenir la preuve que la roche qu’elle contient est la partie la plus ancienne de la lune que nous ayons découverte jusqu’à présent », a déclaré Greer. « C’est un point de connexion pour de nombreuses questions sur la Terre. Lorsque vous connaissez l’âge de quelque chose, vous pouvez mieux comprendre ce qui lui est arrivé au cours de son histoire. »

Bien que des échantillons lunaires aient été ramenés sur Terre il y a plus de 50 ans, il a fallu beaucoup de temps pour développer la technologie nécessaire pour effectuer une analyse aussi détaillée des cristaux. C’est pourquoi la NASA a attendu Découvrez quelques spécimens vierges Ils ont été collectés pendant l’ère Apollo jusqu’à ces dernières années, permettant ainsi de mieux comprendre la lune naturelle de notre planète en utilisant les méthodes les plus avancées.

« La Lune est un partenaire important de notre système planétaire », a déclaré Heck. « Cela stabilise l’axe de rotation de la Terre, c’est pourquoi les journées durent 24 heures et pourquoi il y a des marées. Sans la Lune, la vie sur Terre serait différente. Cela fait partie de notre système naturel que nous veulent mieux comprendre, et notre étude fournit une petite pièce du puzzle dans l’ensemble de ce tableau.