La Lune est le seul satellite naturel de la Terre. Elle est le cinquième plus grand satellite du système solaire, avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de la Lune est de 384 400 km À ce jour, la Lune est le seul objet non terrestre visité par l’homme.
Le premier à y avoir marché est l’astronaute Neil Armstrong le 21 juillet 1969. Après lui, onze autres ont foulé le sol de la Lune, tous membres du programme Apollo.
Parmi les influences les plus connues, des plus réelles aux plus romantiques, citons :
La marée
Le mouvement de révolution de la Lune autour de la Terre induit un effet gravitationnel différentiel (par rapport à l’effet gravitationnel Lune-Terre, vu du centre de la Terre) sur les eaux qui constituent les océans et les mers, provoquant une hausse locale du niveau d’eau à la surface de la Terre, approximativement dans la direction Terre-Lune, et dans la direction opposée.
Cet effet différentiel est supérieur à celui dû au Soleil, même si sur Terre le champ de gravitation du Soleil est supérieur à celui de la Lune. L’onde de marée est en retard par rapport au mouvement de la Lune du fait de son frottement sur les fonds marins ; il s’ensuit un lent ralentissement du mouvement de rotation de la Terre, et un très lent éloignement de la Lune..
L’activité sismique
Le magma du manteau, présent sous la croûte terrestre solide, subit lui aussi du fait de son état visqueux des mouvements, correspondant au passage du satellite. Pour certains, la fragmentation de la croûte en plaques serait une conséquence de la présence de la Lune. Il est important de réaliser que ceci n’est plausible que parce que la Lune était beaucoup plus près de la Terre à ses origines.
Pour le volcanologue Jacques-Marie Bardintzeff, « la Lune a un effet de marée bien connu sur la Terre. Mais son influence est trop faible pour déclencher une éruption. Cependant pour un volcan en activité, la Lune peut modifier légèrement son comportement. Bien différent est le cas de Io, lune (satellite) de Jupiter.
L’énorme Jupiter provoque des éruptions fantastiques sur Io. »
L’évolution des espèces
Le nautile possède une coquille en spirale formée d’anneaux. Chaque jour, il forme un anneau supplémentaire. Au bout d’un mois se forme une nouvelle cloison intérieure. Ce phénomène est lié à l’instinct de frai du nautile, qui le fait remonter près de la surface à chaque pleine Lune.
Si l’on observe des coquilles fossiles, la fréquence des cloisons intérieures augmente proportionnellement à leur ancienneté. C’est une confirmation indirecte et indépendante de l’allongement du mois dû à l’augmentation progressive de la distance Terre-Lune.
La coquille en spirale du nautile, une fractale naturelle
L’obliquité terrestre : l’obliquité de la Terre varie entre 21 et 24° environ par rapport à l’équateur céleste. Celle de Mars qui n’a pas de satellite naturel comparable varie entre 20 et 60°. Les scientifiques pensent donc que la Lune stabilise la Terre dans son mouvement comme si elle était un contrepoids simplement parce que le moment d’inertie du système Terre-Lune est bien plus grand que celui de la Terre seule.
Depuis longtemps, les calendriers indiquent les phases de la Lune, notamment pour les activités rurales (visibilité de nuit) ou de pêche (marées).
L’origine de la Lune est au cœur d’un débat scientifique. Plusieurs modèles de formation sont évoqués, la coaccrétion de la matière originelle du Système solaire (théorie de la « Lune sœur de la Terre » d’Édouard Roche en 1873), la fission d’une partie de la Terre par l’énergie centrifuge (théorie de la « Lune, fille de la Terre », hypothèse de fission progressive proposée par Pierre-Simon de Laplace en 1796, modèle de fission brusque et précoce élaboré entre 1879 et 1882 par George Darwin), la capture d’un astéroïde (théorie de la « Lune cousine de la Terre » de Thomas Jefferson Jackson See en 1909).
Étant donné l’inclinaison de l’orbite lunaire, il est peu probable que la Lune se soit formée en même temps que la Terre, ou que celle-ci ait capturé la Lune, de même la théorie de la fission a été réfutée par Harold Jeffreys en 1930.
En 2011, des études géochimiques plus précises et avec une marge d’erreur plus faible (datations d’isotopes de plomb et de néodyme) sur un échantillon lunaire d’anorthosite révèlent que la lune est âgée de 4,36 milliards d’années, soit 200 millions d’années de moins qu’estimé jusque là, ce qui suggère soit que la lune s’est cristallisée plus tard que ce qui avait été évalué (solidification en même temps que la croûte terrestre), soit que l’échantillon ne provient pas de la croûte lunaire, remettant en cause l’hypothèse de l’impact géant et de l’océan magmatique lunaire.
Trois hypothèses généralement acceptées forment aujourd’hui le cadre conceptuel de l’origine et de l’évolution de la Lune :
Hypothèse de l’impact géant
Une collision entre la jeune Terre et Théia, un objet de la taille de Mars, aurait éjecté de la matière autour de la Terre, qui aurait fini par former la Lune que nous connaissons aujourd’hui. De nouvelles simulations publiées en août 2001 soutiennent cette hypothèse. Cet impact est estimé à 42 millions d’années après la naissance du Système solaire, soit il y a 4,526 milliards d’années.
Elle est aussi corroborée par la comparaison entre la composition de la Lune et celle de la Terre : on y retrouve les mêmes minéraux, mais dans des proportions différentes. Ce sont les substances les plus légères qui auraient été éjectées le plus facilement de la Terre lors de l’impact et que l’on retrouve en plus grande quantité sur la Lune.
Le principal élément qui confirme cela est le 54Fe ; en effet, cet isotope du fer est présent sur Mars dans les mêmes proportions que le 57Fe, mais sur la Terre et la Lune, il existe en quantité très faible. Seulement, pour qu’il puisse s’évaporer, il faut qu’il soit chauffé à plus de 2 000 °C pendant un temps important. La principale thèse pour expliquer cet échauffement est la collision Terre / Lune.
En 2012 néanmoins, en analysant des échantillons provenant des missions du programme Apollo, des chercheurs ont montré que la Lune avait la même composition en isotopes de titane que la Terre, ce qui s’oppose à cette théorie.
Hypothèse de l’océan magmatique lunaire
À la suite de l’impact géant, une telle quantité d’énergie a été produite qu’il est probable que la surface de la Lune consistait alors en un vaste océan de magma, sur une profondeur de plusieurs centaines de kilomètres.
La cristallisation et la différentiation de ce magma lors de son refroidissement ont formé la croûte et ses roches anorthosiques typiques, ainsi que le manteau lunaire tels que nous les connaissons aujourd’hui.
Hypothèse du grand bombardement tardif
Cette hypothèse suppose que la surface de la Lune a été abondamment et violemment bombardée, il y a à peu près 4 milliards d’années, pendant à peu près 200 millions d’années, par un grand nombre de météorites ou comètes. Les plus grands cratères ou bassins lunaires proviendraient de cet événement cataclysmique.
À l’exception de Mercure et Vénus, toutes les planètes du Système solaire possèdent des satellites naturels qualifiés de lunes. Jupiter et Saturne, de leur côté, en possèdent respectivement 63 et 60, de tailles et formes très variées. Dans les années 1970, on connaissait 32 lunes dans le Système solaire, on en distingue aujourd’hui plus de 140. [Source]
