près de 50 ans après que l’homme a marché pour la première fois sur la Lune, La race humaine avance une fois de plus avec des tentatives d’atterrissage sur le satellite de la Terre. Cette année seulement, la Chine a fait atterrir un vaisseau spatial robotique de l’autre côté de la lune, tandis que L’Inde est sur le point d’atterrir un véhicule lunaire, et Israël poursuit sa mission de toucher la surface, malgré le crash de sa récente entreprise. La NASA a quant à elle annoncé vouloir envoyer des astronautes au pôle Sud de la Lune d’ici 2024.,
Mais alors que ces missions cherchent à approfondir notre connaissance de la Lune, nous travaillons toujours à répondre à une question fondamentale à ce sujet: comment s’est-elle retrouvée là où elle se trouve?
Le 21 juillet 1969, L’équipage D’Apollo 11 a installé le premier ensemble de miroirs pour réfléchir les lasers ciblés sur la Lune depuis la Terre. Les expériences ultérieures réalisées à l’aide de ces tableaux ont aidé les scientifiques à déterminer la distance entre la Terre et la lune au cours des 50 dernières années. Nous savons maintenant que l’orbite de la Lune s’agrandit de 3,8 cm par an – elle s’éloigne de la Terre.,
cette distance, et l’utilisation de roches lunaires pour dater la formation de la Lune à 4,51 milliards d’années, sont à la base de l’hypothèse de l’impact géant (la théorie selon laquelle la Lune s’est formée à partir de débris après une collision au début de l’histoire de la Terre). Mais si nous supposons que la récession lunaire a toujours été de 3,8 cm / an, nous devons remonter 13 milliards d’années en arrière pour trouver un moment où la Terre et la Lune étaient proches l’une de l’autre (pour que la lune se forme). Cela fait beaucoup trop longtemps – mais le décalage n’est pas surprenant, et cela pourrait s’expliquer par les anciens continents et les marées du monde.,
marées et récession
la distance à la Lune peut être liée à l’histoire des configurations continentales de la Terre. La perte d’énergie marémotrice (due à la friction entre l’océan en mouvement et le fond marin) ralentit la rotation de la planète, ce qui oblige la Lune à s’en éloigner – la Lune recule. Les marées sont largement contrôlées par la forme et la taille des bassins océaniques de la Terre. Lorsque les plaques tectoniques de la Terre se déplacent, la géométrie de l’océan change, tout comme la marée. Cela affecte la retraite de la Lune, elle semble donc plus petite dans le ciel.,
cela signifie que si nous savons comment les plaques tectoniques de la Terre ont changé de position, nous pouvons déterminer où se trouvait la Lune par rapport à notre planète à un moment donné.
nous savons que la force de la marée (et donc le taux de récession) dépend également de la distance entre la Terre et la Lune. Nous pouvons donc supposer que les marées étaient plus fortes lorsque la Lune était jeune et plus proche de la planète. Comme la Lune a rapidement reculé au début de son histoire, les marées seront devenues plus faibles et la récession plus lente.,
Les mathématiques détaillées qui décrivent cette évolution ont été développées pour la première fois par George Darwin, fils du Grand Charles Darwin, en 1880. Mais sa formule produit le problème inverse lorsque nous entrons nos chiffres modernes. Il prédit que la Terre et la Lune étaient proches l’une de l’autre il y a seulement 1,5 milliard d’années. La formule de Darwin ne peut être réconciliée avec les estimations modernes de l’âge et de la distance de la Lune que si son taux de récession récent typique est réduit à environ un centimètre par an.
l’implication est que les marées d’aujourd’hui doivent être anormalement grandes, provoquant le taux de récession de 3,8 cm., La raison de ces grandes marées est que l’Océan Atlantique Nord actuel est juste la bonne largeur et la profondeur pour être en résonance avec la marée, de sorte que la période naturelle d’oscillation est proche de celle de la marée, ce qui leur permet de devenir très grande. C’est un peu comme un enfant sur une balançoire qui se déplace plus poussé avec le bon timing.
mais remontez dans le temps – quelques millions d’années suffisent – et l’Atlantique Nord a une forme suffisamment différente pour que cette résonance disparaisse, et donc le taux de récession de la Lune aura été plus lent., Comme la tectonique des plaques a déplacé les continents autour, et comme le ralentissement de la rotation de la Terre a changé la durée des jours et la période des marées, la planète aurait glissé dans et hors des états de fortes marées similaires. Mais nous ne connaissons pas les détails des marées sur de longues périodes et, par conséquent, nous ne pouvons pas dire où se trouvait la Lune dans un passé lointain.
solution de sédiments
Une approche prometteuse pour résoudre ce problème consiste à essayer de détecter les cycles de Milankovitch à partir de changements physiques et chimiques dans les sédiments anciens., Ces cycles se produisent en raison des variations de la forme et de l’orientation de l’orbite terrestre, et des variations de l’orientation de l’axe de la Terre. Ceux-ci ont produit des cycles climatiques, tels que les périodes glaciaires des derniers millions d’années.
la plupart des cycles de Milankovitch ne changent pas leurs périodes au cours de l’histoire de la Terre, mais certains sont affectés par le taux de rotation de la Terre et la distance à la Lune. Si nous pouvons détecter et quantifier ces périodes particulières, nous pouvons les utiliser pour estimer la longueur du jour et la distance Terre-Lune au moment où les sédiments ont été déposés., Jusqu’à présent, cela n’a été tenté que pour un seul point dans un passé lointain. Les sédiments en provenance de Chine suggèrent qu’il y a 1,4 milliard d’années, la distance Terre-Lune était de 341 000 km (sa distance actuelle est de 384 000 km).
maintenant, nous visons à répéter ces calculs pour les sédiments dans des centaines d’endroits établis à différentes périodes de temps. Cela fournira un enregistrement robuste et quasi continu de la récession lunaire au cours des derniers milliards d’années, et nous donnera une meilleure appréciation de la façon dont les marées ont changé dans le passé., Ensemble, ces études interdépendantes produiront une image cohérente de l’évolution du système Terre-Lune à travers le temps.