Publié le 19 octobre 2025 06:22:00. Des chercheurs ont découvert des traces de matériaux terrestres datant d’avant la collision cataclysmique qui a donné naissance à la Lune, grâce à l’analyse d’un isotope rare du potassium présent dans des roches du Groenland, du Canada et d’Hawaï.
- Des roches provenant du Groenland, du Canada et d’Hawaï présentent des concentrations anormalement faibles en potassium-40, un isotope radioactif.
- Cette découverte suggère que ces roches pourraient être des vestiges de la proto-Terre, existant avant l’impact avec Theia, l’objet de la taille de Mars qui a formé la Lune.
- L’étude remet en question les modèles actuels de formation de la Terre et de la Lune et ouvre de nouvelles pistes pour comprendre la composition initiale de notre planète.
L’histoire de la Terre est marquée par un événement majeur : une collision titanesque au début de son existence. Un corps céleste de la taille de Mars, baptisé Theia, s’est écrasé sur la proto-Terre, projetant une quantité massive de matière dans l’espace qui s’est ensuite agglomérée pour former la Lune. Cet impact a non seulement créé notre satellite naturel, mais a également remodelé la surface de la Terre, la plongeant dans un état de fusion prolongée. Des études récentes suggèrent que Theia pourrait être responsable de l’apport majeur d’eau sur Terre, rendant notre planète habitable.
La composition de la Terre actuelle est donc un mélange de la proto-Terre et de Theia, estimé à environ 90/10, avec l’ajout de matériaux plus récents, principalement présents dans la croûte terrestre. Cependant, le Dr Nicole Nie, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), s’interroge sur la possibilité de retrouver des vestiges de la proto-Terre dans un état plus pur.
Pour identifier ces potentiels reliques, l’équipe du Dr Nie a raisonné par élimination. Ils ont estimé qu’il fallait identifier les éléments qui auraient été ajoutés après l’impact de Theia et rechercher des échantillons qui ne présentaient pas ces ajouts. Leur attention s’est portée sur les météorites, qui se sont avérées plus riches en potassium-40, par rapport aux autres isotopes du potassium (39 et 41), que les roches terrestres. En extrapolant cette tendance dans le temps, ils ont conclu que la proto-Terre devait contenir moins de potassium-40 qu’aujourd’hui. Il est important de noter que le potassium-40 ne représente qu’une infime fraction (0,01 %) de l’élément potassium présent dans la croûte terrestre.
Bien qu’il soit possible que Theia ait également été déficiente en potassium-40, les chercheurs estiment que cette hypothèse est peu probable. Par conséquent, ils affirment que la découverte de roches présentant des niveaux exceptionnellement faibles de potassium-40 pourrait indiquer qu’elles se sont formées avant l’impact avec Theia.
L’équipe a ciblé deux types de régions pour leur recherche : les zones abritant les roches les plus anciennes du monde, comme le Groenland et certaines parties du Canada, et les roches relativement jeunes formées à partir de matériaux provenant des profondeurs du manteau terrestre, potentiellement protégées de l’influence de Theia.
« Si ces signatures isotopiques sont préservées, nous devons les rechercher dans les profondeurs du temps et dans les profondeurs de la Terre. »
Dr Nicole Nie, Massachusetts Institute of Technology (MIT)
En analysant des échantillons du Groenland, du Canada, d’Hawaï et de la Réunion à l’aide d’un spectromètre de masse, les chercheurs ont effectivement identifié des concentrations de potassium-40 inférieures de 65 parties par million à celles observées dans la plupart des autres régions. Cette rareté du potassium-40 par rapport aux autres isotopes suggère qu’il s’agit de matériaux provenant de la proto-Terre presque intacts.
« C’est peut-être la première preuve directe que nous ayons préservé du matériel de la proto-Terre. Nous observons un fragment de Terre très ancien, antérieur même à l’impact cataclysmique. C’est remarquable, car nous nous attendions à ce que ces premiers signaux s’estompent progressivement au fil de l’évolution de la Terre. »
Dr Nicole Nie, Massachusetts Institute of Technology (MIT)
D’autres éléments, comme le ruthénium et le molybdène, présentent également des compositions isotopiques terrestres situées aux extrémités du spectre des météorites. Cependant, la manière dont ces éléments se sont incorporés dans le noyau terrestre rend leur utilisation pour confirmer ces résultats plus complexe.
Une question demeure sans réponse : pourquoi la proto-Terre présentait-elle des niveaux si faibles de potassium-40 ? Bien que certaines météorites présentent également de faibles concentrations de cet isotope, aucune ne correspond à la composition exacte des quatre sites étudiés. Les chercheurs reconnaissent qu’ils ne savent pas encore pourquoi la proto-Terre était différente des autres objets du système solaire en termes de teneur en potassium, et suggèrent que l’analyse d’un plus grand nombre de météorites pourrait apporter des éclaircissements.