PARTIE 4 | Histoire de la Terre et de l’Univers
■ Alessandro Morbidelli est un planétologue italien travaillant en France sur la
dynamique du système
solaire et la formation
des planètes. En 2005,
il propose le scénario
selon lequel la structure actuelle du système solaire s'explique
par une phase d'instabilité dynamique des
planètes géantes. Cette
instabilité, pourrait potentiellement expliquer
le bombardement tardif
que I'on observe sur la
Lune daté à 3,8 milliards d'années, si elle
avait eu lieu 700 millions d’années après la
formation des planètes.
L'étude des radioactivités éteintes dans les météorites montre que des quantités significatives d’aluminium-26 existaient au début de l’histoire du système solaire, alors
qu’il n’existait que très peu de fer-60. Or le fer-60 est produit dans les supernovae
uniquement, alors que l’aluminium-26 peut être produit dans des phases d’évolution
d'étoiles massives. La nébuleuse ne serait donc pas issue d’une supernovae mais
des résidus d’une étoile massive.
Les scientifiques pensent que le nuage issu de la supernova s’est effondré sur
lui-même, probablement en plusieurs endroits, produisant plusieurs étoiles dont
la « mère » de la nôtre. Cette dernière, massive, a certainement atteint un stade
évolué où elle produisait des éléments chimiques complexes. Un nuage de gaz et
de poussières aurait été expulsé. C’est de ce nuage que seraient issus le Soleil et
son disque proto-planétaire.
Les météorites sont une source d’information majeure pour reconstruire l’histoire
du système solaire. Nous avons déjà parlé des chondrites dans le chapitre 7, qui ont
une chimie très proche de celle du Soleil. Elles sont composées de grains variés, dont
certains, qu’on appelle CAI (inclusions réfractaires) sont les plus vieux minéraux
datés, permettant de proposer un âge du système solaire de 4,568 milliards d’années, avec une incertitude inférieure à 1 million d’années. Ces chondrites seraient
composées des grains condensés dans la zone la plus proche du Soleil, dominée
par les silicates et les métaux. Pour proposer un scénario d’accrétion des planètes,
on utilise aujourd’hui les modèles numériques permettant de calculer l’évolution
orbitale de la matière autour du Soleil, prenant en compte les collisions entre les
embryons planétaires. Ces calculs suggèrent que les planètes géantes ont atteint
leur taille définitive en quelques millions d’années au maximum. La fraction la plus
importante des planètes telluriques (Mercure, Venus, Terre et Mars) s’est formée
rapidement (< 10 millions d’années), mais ces planètes ont pu subir des impacts
géants pendant quelques dizaines de millions d’années ensuite. Les orbites des
planètes géantes auraient évolué au cours du temps. Jupiter et Saturne auraient
migré dans un premier temps pour se rapprocher du Soleil, avant de s’éloigner
avec les autres planètes géantes vers environ 3,8 milliards d’années (figure 11.12).
La dernière phase de migration aurait perturbé les orbites de nombreux astéroïdes
éloignés, donc riches en glaces. En conséquence, un bombardement tardif des
planètes internes aurait eu lieu.
Depuis 2015, toutes les planètes du système solaire ont été explorées, depuis
Mercure jusqu’à Pluton (même si cette dernière n’est pas considérée comme une
planète, mais une planète naine). De plus, les humains sont allés sur la Lune et
ont ramené des roches. Les scientifiques ont donc utilisé ces informations pour
reconstruire une partie de 1 'histoire d’accrétion du système solaire. Ils ont construit
une méthode de datation à partir des cratères lunaires, remarquant que le nombre de
cratères d une même taille diminue avec le temps. On a ainsi pu dater les surfaces
planétaires. Le bombardement tardif est estimé avoir eu lieu vers 3,8 milliards
d années sur la Lune et sur Mars par exemple.
La formation de la Lune est aujourd’hui considérée comme une conséquence d un
impact géant entre une planète de la taille de Mars rentré en collision avec la Terre
dans les 30 à 100 premiers millions d’années après la formation du système solaire.
■ Alessandro Morbidelli est un planétologue italien travaillant en France sur la
dynamique du système
solaire et la formation
des planètes. En 2005,
il propose le scénario
selon lequel la structure actuelle du système solaire s'explique
par une phase d'instabilité dynamique des
planètes géantes. Cette
instabilité, pourrait potentiellement expliquer
le bombardement tardif
que I'on observe sur la
Lune daté à 3,8 milliards d'années, si elle
avait eu lieu 700 millions d’années après la
formation des planètes.
L'étude des radioactivités éteintes dans les météorites montre que des quantités significatives d’aluminium-26 existaient au début de l’histoire du système solaire, alors
qu’il n’existait que très peu de fer-60. Or le fer-60 est produit dans les supernovae
uniquement, alors que l’aluminium-26 peut être produit dans des phases d’évolution
d'étoiles massives. La nébuleuse ne serait donc pas issue d’une supernovae mais
des résidus d’une étoile massive.
Les scientifiques pensent que le nuage issu de la supernova s’est effondré sur
lui-même, probablement en plusieurs endroits, produisant plusieurs étoiles dont
la « mère » de la nôtre. Cette dernière, massive, a certainement atteint un stade
évolué où elle produisait des éléments chimiques complexes. Un nuage de gaz et
de poussières aurait été expulsé. C’est de ce nuage que seraient issus le Soleil et
son disque proto-planétaire.
Les météorites sont une source d’information majeure pour reconstruire l’histoire
du système solaire. Nous avons déjà parlé des chondrites dans le chapitre 7, qui ont
une chimie très proche de celle du Soleil. Elles sont composées de grains variés, dont
certains, qu’on appelle CAI (inclusions réfractaires) sont les plus vieux minéraux
datés, permettant de proposer un âge du système solaire de 4,568 milliards d’années, avec une incertitude inférieure à 1 million d’années. Ces chondrites seraient
composées des grains condensés dans la zone la plus proche du Soleil, dominée
par les silicates et les métaux. Pour proposer un scénario d’accrétion des planètes,
on utilise aujourd’hui les modèles numériques permettant de calculer l’évolution
orbitale de la matière autour du Soleil, prenant en compte les collisions entre les
embryons planétaires. Ces calculs suggèrent que les planètes géantes ont atteint
leur taille définitive en quelques millions d’années au maximum. La fraction la plus
importante des planètes telluriques (Mercure, Venus, Terre et Mars) s’est formée
rapidement (< 10 millions d’années), mais ces planètes ont pu subir des impacts
géants pendant quelques dizaines de millions d’années ensuite. Les orbites des
planètes géantes auraient évolué au cours du temps. Jupiter et Saturne auraient
migré dans un premier temps pour se rapprocher du Soleil, avant de s’éloigner
avec les autres planètes géantes vers environ 3,8 milliards d’années (figure 11.12).
La dernière phase de migration aurait perturbé les orbites de nombreux astéroïdes
éloignés, donc riches en glaces. En conséquence, un bombardement tardif des
planètes internes aurait eu lieu.
Depuis 2015, toutes les planètes du système solaire ont été explorées, depuis
Mercure jusqu’à Pluton (même si cette dernière n’est pas considérée comme une
planète, mais une planète naine). De plus, les humains sont allés sur la Lune et
ont ramené des roches. Les scientifiques ont donc utilisé ces informations pour
reconstruire une partie de 1 'histoire d’accrétion du système solaire. Ils ont construit
une méthode de datation à partir des cratères lunaires, remarquant que le nombre de
cratères d une même taille diminue avec le temps. On a ainsi pu dater les surfaces
planétaires. Le bombardement tardif est estimé avoir eu lieu vers 3,8 milliards
d années sur la Lune et sur Mars par exemple.
La formation de la Lune est aujourd’hui considérée comme une conséquence d un
impact géant entre une planète de la taille de Mars rentré en collision avec la Terre
dans les 30 à 100 premiers millions d’années après la formation du système solaire.