Grâce aux missions Apollo de la NASA, nous savons depuis la fin des années 1960 que la Lune s’éloigne progressivement de la Terre. La distance entre la Terre et la Lune est aujourd’hui de 380 000 kilomètres, alors qu’on estime qu’elle était d’environ 100 000 kilomètres lorsque les deux astres ont été formés il y a 4,5 milliards d’années. «Nous ne savons pas ce qui s’est passé entre ces deux moments, affirme Joshua Davies, professeur au Département des sciences de la Terre et de l’atmosphère. Les modèles théoriques proposés pour reconstituer l’histoire de l’éloignement de la Lune ne fonctionnent pas, puisqu’il nous manque des données pour dresser un portrait fiable.»
À notre époque, la Lune s’éloigne annuellement de 3,8 centimètres, mais il n’en a pas toujours été ainsi au cours des millénaires. «L’éloignement de la Lune a varié dans le temps selon plusieurs facteurs, dont la forme de l’orbite de la Terre et l’orientation de son axe de rotation, souligne le chercheur. Ces facteurs (les cycles de Milankovitch) changent à une fréquence variable et exercent un grand contrôle sur notre climat.»
Une récente découverte permet de reconstituer avec plus de précision l’histoire de l’éloignement de la Lune. Cette découverte, réalisée par Joshua Davies et ses collègues d’universités européennes Margriet L. Lantink, Maria Ovtcharova et Frederik J. Hilgen, a fait l’objet d’un article dans la prestigieuse revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). On peut également lire un résumé de l’étude sur le site La Conversation.
Variations cycliques dans les roches
Joshua Davies et son équipe ont étudié des formations rocheuses de la gorge de Joffre, située dans un parc national de l’ouest de l’Australie. Ces formations datent de 2,5 milliards d’années et contiennent des sédiments qui se présentent sous forme de couches cycliques qui se répètent à intervalles réguliers.
À l’aide des cycles de Milankovitch, les chercheurs ont réussi à calculer avec précision la distance entre la Terre et la Lune lorsque les roches de la gorge de Joffre ont été formées il y a 2,5 milliards d’années. Les deux astres étaient alors éloignés de 320 000 kilomètres, soit 60 000 kilomètres plus proches qu’aujourd’hui. «Cette donnée est la plus ancienne et la plus fiable sur le système Terre-Lune dont nous disposons, se réjouit le professeur. Si l’on combine cette donnée à celles fournies par d’autres formations rocheuses plus récentes (entre 500 millions et 1,5 milliard d’années), nous avons une bien meilleure idée de l’histoire de l’éloignement de la Lune.»
La distance moins grande entre les deux astres a une forte influence sur la vitesse de rotation de la Terre et donc sur la longueur des jours. Les chercheurs estiment que la durée d’une journée était d’environ 17 heures il y a 2,5 milliards d’années au lieu des 24 heures actuelles.
En plus de constituer un point de référence pour les futures recherches sur le système Terre-Lune, le professeur croit que sa découverte sur les variations cycliques dans les roches sédimentaires pourra aider à mieux comprendre l’évolution de Mars ou d’autres planètes du système solaire. «Notre prochain objectif est de trouver de nouvelles roches qui pourront nous donner de meilleurs indices sur l’histoire du système solaire», conclut Joshua Davies.