Pourquoi la planète Mercure est si totalement particulière

Mercure, l’avorton de la portée solaire – MPI/Getty Images

Mercure, l’avorton de la portée solaire MPI/Getty Images

Par Michael D. Lemonick

7 juillet 2014 12:00 PM EDT

Mercure, Vénus, la Terre et Mars sont connues collectivement comme les planètes rocheuses, par opposition aux géantes gazeuses du système solaire – Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. (Pluton est une naine de glace, ce qui la fait ressembler à un personnage d’un film de Disney ou de Game of Thrones, mais c’est une autre histoire.)

Mais Mercure ne correspond pas tout à fait aux autres mondes rocheux, explique Erik Asphaug, un scientifique planétaire de l’Arizona State University. « La plupart, y compris la Terre, ont une composition qui est d’environ un tiers de fer métallique et deux tiers de roche. Mercure, c’est l’inverse. »

C’est un problème pour les scientifiques, qui n’aiment pas les anomalies – du moins pas celles qui n’ont pas d’explications. Mais dans ce cas, il pourrait y avoir une réponse simple : Mercure est de loin la plus petite planète – environ un tiers du diamètre de la Terre – ce qui suggère qu’elle avait autrefois une croûte épaisse et rocheuse, mais qu’elle a été dépouillée d’une manière ou d’une autre, au cours des premiers jours du système solaire. Alors, où est passée toute cette roche ?

Asphaug pense avoir la réponse. « Nous sommes debout dessus », dit-il. C’est la conclusion à laquelle il parvient dans un nouvel article publié dans la revue Nature Geoscience, dans lequel lui et son coauteur Andreas Reufer, de l’Université de Berne en Suisse, présentent ce qui équivaut à une grande théorie unifiée de la formation des planètes rocheuses.

Leur point de départ est le moment, environ 100 millions d’années après la naissance du système solaire, où le disque poussiéreux initial de matière qui tournait autour du Soleil s’était coagulé en cailloux, puis en blocs, et finalement en une vingtaine d’objets plus ou moins de la taille de Mars (qui fait elle-même environ la moitié de la taille de la Terre) – la dernière étape avant une autre consolidation majeure, au cours de laquelle les quatre planètes intérieures familières ont pris leur forme finale.

Tout cela fait à peu près consensus dans la communauté des planétologues. Tout le monde s’accorde en outre à dire que cette étape finale était en quelque sorte un derby de démolition interplanétaire, avec des corps massifs qui se heurtent les uns aux autres, se fracassent, puis se reforment en objets encore plus grands.

Ce que le nouvel article explique maintenant, sur la base de simulations informatiques, c’est comment Mercure et Mars, dont la masse représente moins de 10 % du total, ont été laissées pour compte lorsque le reste des objets ont fusionné, ou accrété, pour former la Terre et Vénus, plus grandes. « Pour ne pas être accrété, explique Asphaug, une planète a deux choix : éviter toutes les collisions avec la proto-Vénus et la proto-Terre, ou que chaque collision soit une collision « à l’arraché » qui n’entraîne pas d’accrétion. »

En d’autres termes, dit Asphaug, « si Mars et Mercure sont les derniers survivants d’une population originelle de 20 planètes de la taille de Mars, alors vous vous attendez en fait à ce que l’une d’entre elles soit un soldat qui a manqué toute l’action, qui a dormi pendant le combat ou qui s’est caché. » C’est la planète que nous appelons aujourd’hui Mars.

Pour ce qui est de Mercure, elle a vu beaucoup d’action, mais elle serait celle qui a été frappée principalement par des coups d’éclat, les couches extérieures étant dépouillées et une planète successivement plus petite survivant. « La Mercure originelle, dit Asphaug, aurait pu avoir peut-être trois fois la masse de la Mercure actuelle, mais elle a perdu son manteau rocheux lorsqu’elle a percuté la proto-Vénus ou la proto-Terre. »

Non seulement c’est l’explication probable, mais c’est celle qui est tout sauf statistiquement inévitable. Étant donné 20 objets de la taille de Mars pour commencer, dit Asphaug, « vous vous attendez à vous retrouver avec un monstre rayé à plusieurs reprises, un noyau planétaire sans son manteau. » La Terre et Vénus auraient volontiers englouti une partie de ce que Mercure a perdu.

La même période de galerie de tir dans l’histoire du système solaire explique également la formation de la lune, qui est l’opposé de la composition de Mercure, avec beaucoup de roche et très peu de fer. Une fois que la Terre s’est formée à partir des protoplanètes de la taille de Mars qui virevoltaient dans le système solaire, elle a été durement frappée par l’une d’entre elles – mais au lieu de simplement ajouter à la masse déjà formidable de la Terre, cette collision a vaporisé une partie de l’impacteur et une partie des couches externes de la Terre.

Ces débris sont partis en orbite, puis se sont coalisés pour former la Lune. Et cela soulève une contre-théorie intrigante : peut-être que cet impacteur de la taille de Mars, que les planétologues appellent Théia, est l’objet qui est devenu Mercure. Si cela s’avère exact, la réponse à la question de savoir où est allée la couche externe rocheuse de Mercure pourrait ne pas se trouver sous nos pieds après tout.

Elle pourrait au contraire planer juste au-dessus de nos têtes.

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