28 déc. 2021

La Terre : L’histoire d’une collision

Depuis l’apparition de l’Homme sur Terre, il y a environ deux millions d’années, nous n’avons eu de cesse d’explorer notre monde, de le cartographier, de l’étudier. Mais il existe une question relativement simple à laquelle nous avons toujours du mal à répondre : comment la Terre s’est-elle formée ? Et la réponse demeure encore aujourd’hui méconnue.

Cette question peut en réalité sembler contre-intuitive, la Terre semble toujours avoir été présente et il ne nous vient pas à l’idée de se demander d’où elle peut bien réellement venir. En effet, la question de l’origine de la Terre a été longtemps attribué à des intentions divines, et la science n’a eu son mot à dire que très tardivement dans l’histoire de l’humanité.

C’est dans les années 1970 que la théorie principale émerge, celle qui restera comme la plus largement probable : une collision entre deux planètes. Les chercheurs se sont assez vite rendu compte que la Terre présentait un aspect très particulier par rapports aux autres planètes du système solaire. A savoir, la taille anormalement grande de la Lune. Pour donner un ordre d’idée, Jupiter est environ 40 fois plus grand que ses lunes. Pour ce qui est de la Terre, elle est seulement 3 fois plus grande que la sienne.

Comparaison de taille entre la Terre et la Lune – Nasa – 2005

Une des seules hypothèses qui expliquerait ces grandes différences serait une collision entre une petite Terre, qui tournait déjà autour du soleil, et une protoplanète** que les scientifiques ont nommé Théia***, et ce, il y a environ 4,5 milliards d’années. Cette collision aurait engendré une plus grande planète, qui est la nôtre, et aurait libéré dans l’espace une grande quantité de débris, qui aurait à terme formé la Lune. Cette explication est la plus plausible, et même si nous ne savons pas avec exactitude la provenance de cette potentielle planète, nous avons un ordre d’idée de ses caractéristiques.

Dans le cadre de cette hypothèse, cette protoplanète égalerait la taille de Mars, c’est-à-dire que pour en faire le tour à bord d’un avion supersonique, nous ne prendrions que 9 heures, alors que cela nous prendrait le double de temps sur Terre. Par ailleurs, nous pouvons approximativement déterminer l’énergie de cette collision en vue de sa masse, qui est environ 10 fois moins grande que la masse de la Terre actuelle, et de la vitesse à laquelle cette collision a eu lieu, de 40 000 km/s. Cette énergie serait donc de 2 milliards de milliards de milliards de Joules, ce qui est considérable. A titre d’exemple, cela correspondrait à 44 000 milliards de bombes d’Hiroshima, ou encore 18 milliards d’éruptions volcaniques massives.

Vue d’artiste d’un impact géant – NASA – 2009

L’importance de cette collision dans le développement de la vie sur Terre est également à prendre en compte. En effet, la Lune ainsi formée a exercé une attraction sur la Terre et a permis de stabiliser sa précession. Plus grossièrement, si la Lune n’avait pas existé, la Terre aurait une rotation chaotique, donc les saisons que nous connaissons n’auraient pas vu le jour, et la vie n’aurait pas pu exister, en tout cas, telle que nous la connaissons.

Par ailleurs, c’est très certainement cette collision qui a permis à l’eau de recouvrir la surface de la Terre. D’abord, en la percutant et en la faisant grossir, elle a augmenté sa force d’attraction, les comètes ainsi attirées qui se sont désintégrées dans son atmosphère ont ainsi laissé place à 50% de l’eau sur Terre. L’autre moitié de l’eau proviendrait d’un processus un peu plus complexe causé par des éruptions volcaniques post-collision.

Cependant, de nombreuses questions sont encore en suspens. On peut relever, notamment, que la composition géochimique de la Lune est exactement la même que celle de la Terre. Cela ne concorde pas avec cette hypothèse, qui impliquerait que la Lune soit composée à 80% de Théia et à 20% de matière terrestre.

Aujourd’hui, de nombreuses simulations sont à l’étude et une collision entre deux protoplanètes reste la théorie la plus probable. Même si nous ne savons pas avec exactitude la manière dont la Terre s’est formée, nous savons tout de même qu’elle existe depuis 4,5 milliards d’années. Ces chiffres peuvent ainsi paraître insignifiants car, si la Terre a pris plus d’un milliard d’années à devenir habitable, l’homo sapiens a quant à lui mis seulement deux mille ans pour la rendre inhabitable.

** Une protoplanète est en réalité une planète en cours de formation.

*** Le nom de cette planète provient en fait de la mythologie grecque, Théia était une divinité primordiales (existant donc avant les Dieux et Déesse) qui a donné naissance à Séléné, qui n’est autre que la déesse de la Lune.