La Lune

La Lune est le seul satellite naturel de la Terre.

Origines

Ses dimensions sont à l’échelle de celles de la Terre : elle fait plus de 3 400 km de diamètre.
De son côté, Mars est presque deux fois plus petite que la Terre et dispose de deux satellites de seulement 12 km et 22 km de diamètre.

Sur la Lune, il existe deux ensemble :

• Les mers lunaires, ce sont les parties les plus jeunes de la Lune qui, lors de la formation de cette-dernière, ont vu se mettre en place des coulées volcaniques ;
• Et les terres lunaires, qui sont plus anciennes et constellées d’impacts météoritiques.

Il existe plusieurs théories sur la formation de notre satellite :

• Une première hypothèse propose que la Terre et la Lune auraient été des sœurs jumelles : deux embryons planétaires issus des mêmes poussières donnant deux planètes distinctes.
  Mais cette théorie n'a pas été retenue : les deux astres ont une composition chimique différente, ce qui invalide cette hypothèse. En effet, si elles avaient les mêmes poussières pour origine, leur composition chimique serait identique ou très similaire.
   
• Une seconde hypothèse suppose qu'un morceau de proto-Terre aurait été éjecté à un moment donné en raison de la vitesse de rotation extrême de la Terre durant les premiers temps de son existence. 
  Mais dans ce cas, l'axe de révolution la Lune serait dans le plan équatorial terrestre, ce qui n'est pas le cas. Cette hypothèse n’a pas davantage été retenue que la précédente.
   
• Une troisième hypothèse imagine que la Terre aurait capté dans son sillage un corps rocheux qui aurait alors commencé à orbiter autour de la Terre. Mais les échantillons récupérés sur la Lune montrent une proximité de composition avec notre planète, ce qui ne serait pas le cas avec un astre totalement indépendant.
   
• Une quatrième hypothèse avance que durant l'accrétion de l'embryon, la proto-Terre aurait capturé le planétésimal future Lune par une collision donnant le couple planète/satellite. C'est cette dernière hypothèse qui a été retenue.

Ainsi, la communauté scientifique internationale s'accorde à dire qu'elle s'est formée à partir des débris d'une grande collision qui s'est produite avec la Terre environ 42 millions d'années après la formation du Système Solaire, il y a 4,5 milliards d'années.

Durant les premiers 750 millions d'années de son existence, la Lune a subi des chutes continuelles de météorites, donnant la large majorité des cratères d'impact qu'on lui connaît aujourd'hui. Puis, alors que les chutes météoritiques se calmaient enfin, notre satellite a connu une période de très forte activité volcanique. Des quantités gigantesques de roche basaltique noire ont rempli les grands bassins d'impact qui sont devenus les "mers" que nous lui connaissons aujourd'hui.

Durant cette phase volcanique intense, les gaz du manteau relargués à la surface auraient induit la formation d'une atmosphère deux fois plus épaisse que celle actuellement présente à la surface de la planète Mars. La gravité lunaire, dix fois moindre que celle de la Terre, n'a cependant pas été suffisante pour conserver cette atmosphère qui a rapidement été balayée et emportée par les vents solaires.

Il y a 3,2 milliards d'années, l'activité volcanique prend fin et la Lune devient un astre pratiquement mort.

Son importance pour la Terre

La Lune est importante pour la mise en place de la vie.
L’axe des planètes bascule généralement de façon importante lorsqu'elles sont seules sur leur orbite. Or nous avons ce corps massif, la Lune, qui stabilise l’axe de rotation de la Terre. De fait, l’inclinaison de notre planète ne connaît que des variations très minimes, de 1 ou 2°. Ce phénomène a permis une plus grande stabilité climatique et donc des conditions favorables au développement et à l'évolution de la vie.

Une question assez surprenante de prime abord demeure : que signifie la face cachée de la Lune ? Pour quelle raison ne la voit-on jamais ?

L'explication est en fait assez simple et peut s'illustrer facilement par la pratique :

Prenez une table. Ronde, rectangulaire, peu importe. Positionnez au centre de la table un objet. À présent, tout en gardant votre visage dirigé vers cet objet, sans jamais le quitter des yeux, tournez autour de la table. Une fois revenu à votre point de départ, vous remarquez que vous avez non seulement fait le tour de la table mais également effectué une rotation sur vous-même, tout en restant toujours le visage tourné vers l'objet : vous avez eu un comportement similaire à celui de la Lune vis-à-vis de la Terre.

La période de rotation de la Lune sur elle-même est la même que sa période de révolution autour de la Terre. C'est pourquoi nous ne voyons qu’une seule face.

La NASA a fait une très belle représentation du déplacement de la Lune par rapport à la Terre, vous pouvez aller la voir ici.

La Lune en quelques chiffres clefs

 Son diamètre n'est que de 3 474 km, soit à peine plus du quart de la taille de la Terre, dont elle est distante de seulement 384 400 km.
Son temps de rotation est de 27,313 jours terrestres et, bien qu'elle soit infime, la Lune possède une atmosphère !

Sa pression atmosphérique est de 3x10^-10 Pa, et son atmosphère se compose de Néon (29%), d'Hélium (26%), d'Hydrogène (23%), et d'Argon (21%).

Représentation schématique de la Lune. De gauche à droite : Représentation de la Lune en comparaison avec la taille de la Terre (les deux sont à l'échelle) ; Représentation d'une coupe interne de la Lune en l'état des connaissances actuelles ; Court descriptif de certaines caractéristiques de la Lune.

Modèle 3D de la NASA.