La Terre et la Lune

Le disque se vide, les embryons se heurtent

Le chapitre 16 s'est arrêté sur une Terre inachevée. Vers quatre à cinq millions d'années après le t = 0, l'âge des premiers solides du Système solaire, le gaz du disque qui entourait le jeune Soleil s'est dissipé ; la date vient du magnétisme fossile que certaines météorites ont enregistré tant que le disque portait un champ magnétique Lichtenberg 2023. Ce gaz freinait les embryons de planètes, des corps de la taille de la Lune ou de Mars, et gardait leurs orbites presque circulaires et bien séparées. Sans lui, leurs attractions mutuelles allongent ces orbites, qui finissent par se croiser. Les embryons se percutent : c'est l'étape des impacts géants Lichtenberg 2023.

À ce moment, la future Terre n'est pas une planète. Pendant toute la vie du disque, la proto-Terre n'aurait pas dépassé environ 0,6 masse terrestre Lichtenberg 2023. Quatre dixièmes au moins de sa masse actuelle restaient donc à venir, et ils ne pouvaient plus venir du gaz ni des galets qui dérivaient en lui, puisque le disque était parti. Ils sont venus pour l'essentiel par collisions entre gros corps¹.

Mars sert de témoin. Elle aurait atteint la moitié de sa masse en 1,8 million d'années (entre 0,8 et 2,7 millions d'années) et achevé l'essentiel de son accrétion en dix à quinze millions d'années Lichtenberg 2023. Presque toute sa croissance a eu lieu pendant la vie du disque ou peu après : Mars est probablement un embryon planétaire resté à l'état d'embryon, un corps du même genre que ceux dont la Terre s'est nourrie Lichtenberg 2023. La différence entre les deux planètes voisines tient au calendrier. Mars a fini de grandir avant que le gaz ne disparaisse, ou peu après ; la Terre a fait le gros de sa croissance après, par une suite de chocs étalée sur des dizaines de millions d'années.

Une planète qui se construit par chocs successifs n'a pas de date de naissance au sens où un grain de météorite en a une. Chaque impact géant apporte de la masse, fond une partie de la planète, mélange des matériaux d'origines différentes. La question « quel âge a la Terre ? » se décompose alors en plusieurs questions, chacune avec son horloge : quand son métal s'est-il séparé de sa roche, quand a eu lieu le dernier grand choc, quand la surface a-t-elle refroidi, quand se sont formés les premiers minéraux qui nous sont parvenus.

Le métal coule : l'horloge hafnium-tungstène

La Terre n'est pas homogène. Elle a un noyau de fer, entouré d'un manteau de silicates, les minéraux qui forment la roche, surmonté d'une croûte mince Lichtenberg 2023. Cette structure en couches s'appelle la différenciation. Elle se produit quand la planète est assez chaude pour fondre en grande partie : le métal, plus dense, coule vers le centre, et la roche reste au-dessus. Les impacts géants fournissaient cette chaleur en abondance².

Cette séparation se date avec l'horloge hafnium-tungstène, dont le chapitre 16 a décrit le principe : l'hafnium 182, qui se désintègre en tungstène 182 avec une demi-vie d'environ 8,9 millions d'années, reste dans le silicate, alors que le tungstène suit le fer ; l'excès de tungstène 182 que garde le manteau dit quand le métal est parti Lichtenberg 2023. Au bout d'une dizaine de demi-vies, quatre-vingt-dix millions d'années environ, il ne restait presque plus d'hafnium 182, et l'horloge devient de moins en moins sensible aux événements tardifs³.

Appliquée au manteau terrestre, cette horloge donne, selon la synthèse de Tim Lichtenberg et de ses coauteurs, une formation du noyau, et donc une fin de la phase d'accrétion principale de la Terre, environ trente millions d'années ou plus après le t = 0. Certaines estimations la repoussent jusqu'à 142 ± 25 millions d'années, en la liant à l'impact qui a formé la Lune Lichtenberg 2023. L'écart entre ces deux valeurs dépasse un facteur quatre, et il a une cause précise.

Le calcul suppose que le métal, en coulant, s'est mis en équilibre chimique avec le manteau qu'il traversait, c'est-à-dire qu'il a échangé son tungstène avec la roche environnante avant de rejoindre le noyau. Or le métal d'un impacteur ne s'équilibre pas forcément avec le manteau terrestre Lichtenberg 2023. S'il plonge vers le centre sans échanger, il emporte une signature en tungstène qui n'est pas celle du manteau, et l'excès de tungstène 182 mesuré aujourd'hui ne se traduit plus en une date unique : selon la part de métal qui s'est équilibrée, le même excès donne un noyau précoce ou un noyau tardif⁴. La fourchette des âges publiés reflète d'abord cette incertitude sur le degré d'équilibre, plutôt qu'une imprécision de la mesure.

La séparation en couches n'est donc pas un instant, mais une série d'épisodes, que chaque horloge date à sa manière Lichtenberg 2023. Chaque impact géant apporte son métal, qui rejoint le noyau en s'équilibrant plus ou moins avec le manteau. L'« âge du noyau » que donne l'horloge hafnium-tungstène est une date moyenne, pondérée par un modèle de ces épisodes. Les trente millions d'années sont une borne basse : le noyau n'a pas pu achever de se former plus tôt, mais il a pu le faire plus tard.

La conséquence la plus solide tient dans une phrase. L'âge de 4 567 millions d'années, que l'on donne souvent comme celui de la Terre, est celui des premiers solides du disque, les inclusions réfractaires des météorites que l'on désigne par le sigle CAI, datées par le plomb comme l'a montré le chapitre 15 Woitke 2024. La Terre n'a pas cet âge : elle achève sa croissance principale au moins trente millions d'années après ces premiers grains Lichtenberg 2023. Ces trente millions d'années font moins de 1 % de l'âge du Système solaire⁵, mais ils séparent deux objets différents, un grain de poussière du disque et une planète.

Le choc qui fait la Lune

La Lune est un satellite anormalement gros pour sa planète, et sa naissance a longtemps été une énigme. Depuis une conférence tenue en 1984, l'hypothèse dominante est celle d'un impact géant : un corps de la taille d'une planète aurait heurté la jeune Terre, et la Lune se serait assemblée à partir des débris projetés en orbite Canup 2021⁶.

L'hypothèse s'est imposée parce qu'elle explique quatre faits d'un coup, selon la revue de Robin Canup et de ses coauteurs : la rotation rapide de la Terre primitive, le petit noyau de la Lune, une Lune chaude à sa naissance, et la similitude des isotopes de l'oxygène entre la Terre et la Lune Canup 2021⁷. Les isotopes sont les variantes d'un même élément qui diffèrent par le nombre de neutrons de leur noyau ; leurs proportions varient légèrement d'une région du disque protoplanétaire à l'autre et servent de signature de provenance, comme pour les deux réservoirs de météorites décrits au chapitre 16.

Le quatrième fait est aussi celui qui pose problème. Le modèle dit « canonique » fait intervenir un impacteur de la taille de Mars en fin d'accrétion. Il rend compte de la dynamique, c'est-à-dire de la masse de la Lune et de la rotation du système Terre-Lune. Mais dans ce modèle, la Lune se forme surtout à partir de la matière de l'impacteur, pas de celle de la Terre Canup 2021. Un corps formé ailleurs dans le disque devrait porter une autre signature isotopique que la Terre ; une Lune faite de l'impacteur devrait donc différer de la Terre. Elle ne diffère presque pas : les deux corps ont des compositions isotopiques presque identiques, ce qui s'expliquerait le plus simplement si la Lune s'était formée à partir de la Terre Canup 2021. Certains ont parlé d'une « crise isotopique » du modèle de l'impact géant Canup 2021.

Cette crise a suscité de nombreux scénarios d'impact concurrents Canup 2021, qui cherchent soit une Lune tirée surtout de la Terre, soit un mélange assez complet pour que les deux corps finissent avec la même signature. Ce qui est établi se sépare nettement en deux. Qu'un impact géant ait formé la Lune n'est pas contesté : c'est l'hypothèse qui explique les quatre faits. Lequel, avec quels paramètres, reste ouvert Canup 2021. Pour départager les scénarios, il faudrait des signatures isotopiques d'autres éléments, capables de distinguer un mélange complet d'une Lune tirée de la Terre, et des simulations qui reproduisent à la fois la dynamique et la chimie⁸.

L'impact géant se raccorde aussi à l'horloge du noyau. Les estimations les plus tardives de la formation du noyau terrestre, vers 142 millions d'années après le t = 0, la lient justement à l'impact qui a formé la Lune Lichtenberg 2023. Le dernier grand choc aurait apporté le dernier métal. Dater la Lune, c'est donc aussi dater la fin de la construction de la Terre.

Quel âge pour la Lune ?

La Lune ne se date pas sur la Terre. Les dates viennent des échantillons rapportés par les missions Apollo, et des horloges longues qui y tournent encore, en particulier l'uranium-plomb Barboni 2017. Ces horloges ne donnent pas l'instant du choc. Elles donnent la date à laquelle un minéral lunaire s'est formé, ou la dernière fois qu'il a été assez chauffé pour que son horloge soit remise à zéro⁹. Passer de cette date à celle de l'impact demande un raisonnement.

Avant 2017, les estimations s'étalaient d'environ 4,45 à 4,47 milliards d'années, pour une Lune formée une centaine de millions d'années après le t = 0, à 4,35 à 4,42 milliards d'années pour un impact tardif, jusqu'à 150 à 200 millions d'années après le t = 0 Barboni 2017. L'écart atteint une centaine de millions d'années, plus de trois fois la durée qui sépare le t = 0 de la formation du noyau terrestre dans l'estimation basse.

En 2017, Melanie Barboni et ses coauteurs datent des zircons des échantillons d'Apollo 14. Le zircon, un silicate de zirconium, se date par l'uranium-plomb et résiste à presque tout, ce qui en fait l'objet préféré de ces datations Valley 2014 Lichtenberg 2023¹⁰. Barboni et ses coauteurs combinent deux horloges : l'uranium-plomb, qui donne l'âge de cristallisation de chaque grain, et le couple lutécium-hafnium, qui renseigne sur l'histoire de la matière dont le grain est issu¹¹. Ils concluent que la croûte lunaire s'était déjà différenciée à 4,51 milliards d'années, ce qui place la formation de la Lune dans les soixante premiers millions d'années environ après la naissance du Système solaire Barboni 2017. Le raisonnement tient à l'ordre des événements : il faut que la Lune existe, qu'elle ait fondu et qu'elle se soit séparée en couches avant qu'une croûte différenciée puisse cristalliser des zircons. Un âge de croûte est donc une borne : la Lune est au moins aussi vieille.

Restait à expliquer pourquoi tant d'échantillons lunaires donnent des âges plus jeunes, groupés vers 4,35 milliards d'années. En 2024, Francis Nimmo, Thorsten Kleine et Alessandro Morbidelli proposent une réponse : cet amas d'âges n'aurait rien à voir avec la naissance de la Lune, il daterait une refonte de la Lune provoquée par les marées Nimmo 2024. Les déformations que la gravité terrestre impose à la Lune y dissipent de la chaleur ; selon ce modèle, cette chaleur aurait refondu une partie de l'intérieur lunaire vers 4,35 milliards d'années¹². La refonte aurait remis à zéro les horloges d'une partie des roches, qui affichent depuis l'âge de la refonte et non celui de leur première formation. Nimmo et ses coauteurs en concluent que la Lune s'est formée bien avant 4,35 milliards d'années, « probablement » entre 4,43 et 4,53 milliards d'années Nimmo 2024.

Un même âge mesuré peut donc dater deux événements différents. L'amas à 4,35 milliards d'années peut être lu comme la naissance de la Lune, ou comme la remise à zéro tardive d'une Lune déjà ancienne : les deux lectures s'appuient sur les mêmes mesures et divergent sur ce qu'elles mesurent. La lecture tardive circule encore : dans sa synthèse de 2025 sur les premières traces de vie, Frances Westall place l'impact qui forme la Lune vers 4,35 milliards d'années Westall 2025. Le même chiffre sert ainsi, dans deux publications à un an d'intervalle, à dater la naissance de la Lune et à dater autre chose.

La tendance récente favorise une Lune ancienne, formée dans les cent premiers millions d'années, mais sans consensus Barboni 2017 Nimmo 2024. Il n'y a donc pas d'âge unique à donner, mais une fourchette : de 4,43 à 4,53 milliards d'années pour l'estimation la plus récente, avec une borne de 4,51 milliards d'années tirée des zircons d'Apollo 14 si l'on suit Barboni et ses coauteurs. Les deux résultats sont compatibles : une Lune née entre 4,51 et 4,53 milliards d'années satisfait l'un et l'autre¹³. Ce qui départagerait les lectures, ce sont des échantillons lunaires dont on saurait qu'ils n'ont pas été remis à zéro par la refonte, et un modèle thermique de la Lune qui reproduise, seul, la distribution des âges observés.

Après le dernier choc : placage tardif et océan de magma

Le manteau terrestre contient trop de certains métaux. Le fer, l'or, le platine ont une forte affinité pour le métal : pendant la formation du noyau, ils auraient dû couler avec lui¹⁴. Or le manteau en contient plus que ce que prévoit cette séparation Lichtenberg 2023.

L'explication proposée est un « placage tardif ». Après le dernier impact géant, donc après la dernière grande formation de noyau, de la matière chondritique, semblable à celle des météorites non fondues, aurait continué à tomber sur la Terre. Sa masse aurait été faible, au plus 0,5 à 0,8 % de celle de la Terre, mais elle est arrivée trop tard pour que ses métaux rejoignent le noyau : ils sont restés dans le manteau, où ils forment l'excès mesuré aujourd'hui Lichtenberg 2023. L'or lui-même a été forgé bien avant, dans des collisions d'étoiles à neutrons et peut-être d'autres sites (→ chap. 13) ; le placage tardif ne dit que la manière dont une partie de cet or est restée dans le manteau au lieu de couler au centre¹⁵.

Le placage tardif repose sur un raisonnement par défaut : il comble l'écart entre l'abondance mesurée et celle que prévoit la formation du noyau, et sa masse est une borne supérieure déduite de cet écart Lichtenberg 2023. Il tient tant qu'aucun autre processus ne peut garder ces métaux dans le manteau.

Le dernier impact laisse la surface de la Terre dans un état qu'aucune roche actuelle n'enregistre directement. Elle est couverte d'un océan de magma, de la roche fondue sur une grande profondeur, surmonté d'une atmosphère de vapeur de silicates Lichtenberg 2023. Selon les modèles, la solidification complète d'une planète de la taille de la Terre prend de 10⁵ à 10⁸ ans, de cent mille à cent millions d'années Lichtenberg 2023. La fourchette couvre trois ordres de grandeur et reste une hypothèse de modèle. La durée dépend de la vitesse à laquelle la chaleur s'échappe vers l'espace, que l'atmosphère recouvrant le magma freine plus ou moins selon son épaisseur¹⁶. Les deux bornes ne racontent pas la même Terre. À cent mille ans, la surface est solide presque aussitôt après le choc ; à cent millions d'années, elle reste fondue pendant une durée comparable à tout ce qui s'est passé depuis le t = 0.

Les impacts géants n'ont pas seulement fondu la Terre : ils ont aussi emporté son air. La Terre a pu posséder très tôt une enveloppe primordiale d'hydrogène et d'hélium, captée dans le disque de gaz. Mais elle est aujourd'hui fortement appauvrie en néon et en argon, et cet appauvrissement indique que les impacts géants ont arraché ses atmosphères successives Lichtenberg 2023. Le raisonnement passe par les gaz rares. Le néon et l'argon ne se combinent presque pas chimiquement ; ils ne peuvent pas se cacher dans les roches sous forme de minéraux. Une planète qui aurait conservé l'atmosphère captée dans le disque en garderait une grande quantité ; leur rareté sur Terre signale que cette atmosphère a été perdue¹⁷.

L'air et l'eau que la Terre possède aujourd'hui sont donc venus après, par un dégazage de l'intérieur et par des apports dont l'origine est discutée : c'est l'histoire du chapitre 18.

Ce qui reste de la Terre hadéenne

Les géologues appellent Hadéen le premier éon de l'histoire de la Terre, d'environ 4,567 à environ 4,0 milliards d'années. De sa croûte, il ne reste presque rien Lichtenberg 2023. Les roches de cette époque ont été refondues, enfouies, érodées ou transformées par la chaleur et la pression¹⁸. La Terre, restée géologiquement active, a recyclé sa surface. C'est pour cette raison que la Lune et les météorites gardent des témoins plus anciens que la Terre elle-même.

La plus vieille roche entière connue avec certitude a 4,02 milliards d'années : c'est le complexe de gneiss d'Acasta, au Canada Lichtenberg 2023. Un gneiss est une roche transformée par la chaleur et la pression, dont les minéraux se sont réorganisés en bandes¹⁹. Il date la fin de l'Hadéen, pas son début.

Pour remonter plus haut, il ne reste que des grains. Dans les collines de Jack Hills, en Australie occidentale, des quartzites d'environ trois milliards d'années contiennent des zircons dits détritiques : des cristaux arrachés par l'érosion à des roches plus anciennes, transportés, puis déposés dans un sédiment qui a durci à son tour Mojzsis 2001. La roche d'où venaient ces grains a disparu ; les grains ont survécu, parce que le zircon résiste à presque tout Lichtenberg 2023. Leurs âges uranium-plomb atteignent environ 4,4 milliards d'années Lichtenberg 2023. Le record est un grain de 4 404 ± 8 millions d'années, publié en 2001 par Simon Wilde et ses coauteurs Wilde 2001²⁰.

Un âge aussi ancien sur un grain unique appelait une objection : dans un vieux cristal, le plomb produit par l'uranium peut se déplacer et se concentrer par endroits, et une mesure tombant sur un tel amas donnerait un âge faussement élevé²¹. En 2014, John Valley et ses coauteurs ont examiné un zircon de 4,4 milliards d'années par tomographie à sonde atomique, une technique qui reconstruit en trois dimensions la position des atomes dans un minuscule volume du cristal. L'âge hadéen a été confirmé, ce qui écarte l'objection d'un plomb déplacé ; le titre de leur article qualifie ce grain de zircon « postérieur à l'océan de magma » Valley 2014. Valley et ses coauteurs rappellent que les zircons sont la seule preuve physique qui subsiste des premières phases de l'évolution terrestre Valley 2014. Ces grains portent aussi des traces chimiques qui renseignent sur la croûte, l'état d'oxydation et le climat de la Terre hadéenne Lichtenberg 2023 ; ce qu'ils disent de l'eau est l'objet du chapitre 18.

Le cas de Nuvvuagittuq, au Québec, montre ce que coûte l'absence de zircons. Cette ceinture de roches vertes, des roches volcaniques anciennes transformées, pourrait être plus vieille qu'Acasta. Son âge va d'environ 3,75 à 4,32 milliards d'années selon la méthode wiki-nuvvuagittuq. Les 3,75 milliards d'années viennent de l'uranium-plomb sur les zircons de granites qui recoupent la ceinture : ces granites se sont mis en place à travers des roches déjà là, et leur âge est donc un minimum pour la ceinture²². Les 4,32 milliards d'années viennent d'une autre horloge, le samarium-néodyme, appliquée aux roches elles-mêmes wiki-nuvvuagittuq. La controverse vient de ce que ces roches basaltiques n'ont presque pas de zircons propres wiki-nuvvuagittuq : on ne peut pas leur appliquer l'horloge la plus éprouvée, et celle qu'on leur applique à la place est discutée²³. En 2025, un filon de gabbro, une roche magmatique sombre, qui recoupe l'une des unités de la ceinture a été daté de 4 157 millions d'années wiki-nuvvuagittuq. Par le même raisonnement, cet âge est un minimum pour la roche recoupée : il ne tranche pas entre 4,16 et 4,32 milliards d'années, mais il repousse l'âge minimal de 3,75 à 4,16 milliards d'années et plaide pour une origine hadéenne wiki-nuvvuagittuq. Si cet âge se confirmait, Nuvvuagittuq serait plus ancienne qu'Acasta d'environ 140 millions d'années au moins²⁴.

Une règle en découle. Vers 4,4 milliards d'années, on date des minéraux, pas des roches Lichtenberg 2023. Dire que « la plus vieille roche a 4,4 milliards d'années » confond un grain survivant et la roche disparue dont il est tombé. La plus vieille roche entière sûre a 4,02 milliards d'années ; une autre a peut-être 4,16 milliards d'années ou plus ; entre ces âges et la formation de la Terre, il n'y a que des grains et, plus haut encore, des pierres venues d'ailleurs.

Une date, un objet, une horloge

Chaque date de ce chapitre se lit sur un objet précis, avec une horloge précise, et ne vaut que pour l'événement que cet objet a enregistré.

Le t = 0 se lit dans les CAI des météorites ; ses valeurs s'échelonnent de 4 567,3 à 4 568,7 millions d'années selon les auteurs, et le chapitre 15 a dit pourquoi Woitke 2024 Desch 2023. La fin du disque de gaz se lit dans le magnétisme fossile des météorites, vers quatre à cinq millions d'années après ce zéro Lichtenberg 2023. Le noyau de la Terre se lit dans le tungstène 182 du manteau terrestre : trente millions d'années ou plus après le t = 0, peut-être jusqu'à 142 ± 25 millions d'années selon le degré d'équilibre du métal Lichtenberg 2023. La Lune se lit dans les zircons rapportés par Apollo, par l'uranium-plomb et le lutécium-hafnium : croûte différenciée dès 4,51 milliards d'années, naissance probablement entre 4,43 et 4,53 milliards d'années Barboni 2017 Nimmo 2024. Les premiers grains de Terre se lisent dans les zircons australiens des Jack Hills, par l'uranium-plomb : 4 404 ± 8 millions d'années Wilde 2001 Valley 2014. La première roche entière se lit dans un gneiss canadien : 4,02 milliards d'années Lichtenberg 2023.

Ces objets ne sont pas de même nature. Les deux premières dates viennent de pierres tombées du ciel, la troisième du manteau terrestre tout entier, la quatrième d'un autre astre, les deux dernières de la croûte terrestre. Aucune ne date « la Terre » en bloc. Chacune date un moment où un système chimique s'est fermé : un grain qui cristallise, un métal qui se sépare, une roche qui refroidit. C'est la condition de toute datation radiométrique : l'horloge ne compte qu'à partir du moment où l'isotope fils ne peut plus s'échapper ni l'isotope père entrer, et elle se remet à zéro si ce système se rouvre²⁵. L'amas lunaire à 4,35 milliards d'années en est l'exemple : une refonte a rouvert le système, et les horloges affichent la refonte.

Le Grand Bombardement tardif montre ce qui arrive quand on oublie cette règle. Selon cette hypothèse, la Terre et la Lune auraient subi un pic d'impacts entre environ 4,1 et 3,8 milliards d'années, déduit des âges des roches lunaires rapportées par Apollo Lichtenberg 2023. L'hypothèse est aujourd'hui contestée, pour deux raisons Lichtenberg 2023. La première tient à l'horloge : ces âges ont été obtenus par la méthode argon-argon, une variante de la thermochronologie potassium-argon présentée au chapitre 16, qui date le dernier épisode où la roche a été assez chaude pour laisser fuir son argon, et ces âges argon-argon posent problème Lichtenberg 2023²⁶. La seconde tient à l'objet : le bassin d'Imbrium, un immense cratère d'impact de la face visible de la Lune, a pu projeter ses débris sur une grande partie de la surface et contaminer les échantillons d'Apollo Lichtenberg 2023²⁷. Si beaucoup d'échantillons datent en fait un seul et même gros impact, leur regroupement dans le temps signale un biais d'échantillonnage plutôt qu'un pic de bombardement. Le relevé des impacts pourrait alors s'expliquer par un déclin graduel Lichtenberg 2023.

Le cas du Grand Bombardement tardif ne dit pas que les dates étaient fausses. Il dit que la question « de quoi cet âge est-il l'âge ? » n'avait pas été assez posée. Le même avertissement vaut pour l'âge de la Lune et pour Nuvvuagittuq. Lire une date sans savoir quel objet la porte, et quel événement a fermé son horloge, revient à lire un cachet de la poste sans savoir quelle lettre il a timbré.

Sur l'année cosmique, où un jour vaut 37,8 millions d'années et une minute environ 26 000 ans wiki-cosmiccal, le t = 0 tombe le 2 septembre vers 4 h 45, comme l'a établi le chapitre 16. Le disque de gaz disparaît vers 7 h ou 8 h. Le noyau terrestre achève de se former, dans l'estimation basse, vers minuit, à la fin du 2 septembre ; dans l'estimation haute, le 5 septembre vers 23 h, à un jour et demi près. La Lune naît entre le 3 septembre vers 4 h et le 5 septembre vers 20 h ; la croûte lunaire datée par Barboni et ses coauteurs existe dès le 3 septembre en fin d'après-midi. L'océan de magma se solidifie en quelques minutes cosmiques ou en deux jours et demi, selon le modèle. Le plus vieux zircon des Jack Hills cristallise le 6 septembre vers midi et demi. La refonte lunaire par les marées tombe à minuit entre le 7 et le 8 septembre. Le filon de gabbro de Nuvvuagittuq se met en place le 13 septembre vers 1 h, le gneiss d'Acasta se forme le 16 septembre dans l'après-midi. Le Grand Bombardement tardif, s'il a eu lieu, s'étendrait du 14 au 22 septembre²⁸.

Tout ce qui fait la Terre et la Lune tient ainsi dans les quatre premiers jours de septembre, et les plus vieux grains de Terre que l'on puisse tenir entre les doigts arrivent le sixième. Les plus vieilles roches entières attendent la deuxième quinzaine. Ce calendrier dépend de l'âge de l'Univers, qui fixe la longueur d'un jour ; les dates elles-mêmes, lues dans des pierres et comptées depuis aujourd'hui, n'en dépendent pas.

Ce qu'on ne sait pas

On ne sait pas quand le noyau terrestre a achevé de se former à mieux qu'un facteur quatre près : trente millions d'années ou plus après le t = 0, peut-être jusqu'à 142 ± 25 millions d'années Lichtenberg 2023. La mesure n'est pas en cause ; ce qui manque, c'est la part du métal des impacteurs qui s'est mise en équilibre avec le manteau avant de rejoindre le noyau. Ce qui départagerait : des modèles d'impact qui fixent ce degré d'équilibre, ou une autre horloge sensible à la même séparation. Confiance élevée sur la borne basse (pas avant trente millions d'années) ; faible sur la date de fin.

On ne sait pas quel impact a formé la Lune. L'impact géant est acquis ; le modèle canonique, avec un impacteur de la taille de Mars, rend compte de la dynamique mais prédit une Lune faite surtout de l'impacteur, ce que contredit la quasi-identité isotopique de la Terre et de la Lune Canup 2021. Les scénarios concurrents sont nombreux, et aucun ne s'est encore imposé en reproduisant à la fois la masse, la rotation et la signature isotopique. Confiance élevée sur l'existence d'un impact géant ; faible sur ses paramètres.

On ne sait pas l'âge de la Lune à mieux qu'une centaine de millions d'années près. La lecture ancienne (croûte différenciée dès 4,51 milliards d'années, naissance probablement entre 4,43 et 4,53 milliards d'années) gagne du terrain Barboni 2017 Nimmo 2024 ; la lecture tardive, vers 4,35 milliards d'années, est encore reprise dans des synthèses récentes Westall 2025. L'opposition porte sur ce que date l'amas d'âges à 4,35 milliards d'années : la naissance, ou une refonte. Confiance modérée pour une Lune ancienne.

On ne sait pas combien de temps l'océan de magma a mis à se solidifier : de 10⁵ à 10⁸ ans selon les modèles Lichtenberg 2023. La durée dépend de l'atmosphère qui recouvrait le magma, elle-même mal connue. Confiance faible.

On ne sait pas l'âge de Nuvvuagittuq : entre 3,75 et 4,32 milliards d'années selon la méthode, avec un minimum de 4,16 milliards d'années fixé par le filon de gabbro daté en 2025 wiki-nuvvuagittuq. Ce résultat est récent et n'a pas encore été confronté à d'autres datations. Confiance modérée sur une origine hadéenne ; faible sur l'âge exact.

On ne sait pas si le Grand Bombardement tardif a eu lieu. Le pic d'impacts entre 4,1 et 3,8 milliards d'années est contesté pour des raisons d'horloge (les âges argon-argon) et d'échantillonnage (la contamination par Imbrium), et un déclin graduel pourrait rendre compte des données Lichtenberg 2023. Des échantillons prélevés loin d'Imbrium, sur d'autres régions de la Lune, permettraient de trancher. Confiance faible dans l'hypothèse d'un pic.

Ce que ce chapitre démontre

Le gaz du disque se dissipe vers quatre à cinq millions d'années après le t = 0, d'après le magnétisme fossile des météorites ; privés de ce frein, les embryons se heurtent, et l'étape des impacts géants commence. La proto-Terre n'avait alors pas dépassé environ 0,6 masse terrestre, quand Mars avait atteint la moitié de sa masse en 1,8 million d'années et achevé l'essentiel de sa croissance en dix à quinze millions d'années : Mars est probablement un embryon resté embryon, la Terre une planète construite par chocs Lichtenberg 2023.

Le noyau terrestre se date par l'horloge hafnium-tungstène, parce que l'hafnium reste dans le silicate et que le tungstène suit le fer. Il achève de se former trente millions d'années ou plus après le t = 0, jusqu'à 142 ± 25 millions d'années selon certaines estimations ; l'écart vient du degré d'équilibre entre le métal des impacteurs et le manteau Lichtenberg 2023. L'âge de 4 567 millions d'années est celui des premiers solides, pas celui de la Terre Woitke 2024.

La Lune naît d'un impact géant, hypothèse dominante depuis 1984 parce qu'elle explique la rotation rapide de la Terre primitive, le petit noyau lunaire, la Lune chaude et la similitude isotopique. Le modèle canonique prédit pourtant une Lune faite surtout de l'impacteur, ce que contredit l'identité isotopique des deux corps : l'impact est acquis, ses paramètres ne le sont pas Canup 2021. Les zircons d'Apollo 14 montrent une croûte différenciée dès 4,51 milliards d'années Barboni 2017 ; l'amas d'âges à 4,35 milliards d'années daterait une refonte par les marées, et la Lune serait née probablement entre 4,43 et 4,53 milliards d'années Nimmo 2024. Un même âge mesuré peut dater deux événements différents.

Après le dernier choc, un placage tardif de matière chondritique, au plus 0,5 à 0,8 % de la masse terrestre, expliquerait l'excès de fer, d'or et de platine du manteau. La surface est un océan de magma, dont la solidification prend de 10⁵ à 10⁸ ans selon les modèles. L'appauvrissement de la Terre en néon et en argon indique que les impacts géants ont arraché ses atmosphères primitives Lichtenberg 2023.

De l'Hadéen, il ne reste presque rien. La plus vieille roche entière sûre est le gneiss d'Acasta, 4,02 milliards d'années Lichtenberg 2023 ; le plus vieux grain, un zircon détritique des Jack Hills, a 4 404 ± 8 millions d'années Wilde 2001, et l'âge d'un grain de 4,4 milliards d'années a été confirmé par tomographie à sonde atomique Valley 2014. Nuvvuagittuq a entre 3,75 et 4,32 milliards d'années selon la méthode, et au moins 4,16 milliards d'années d'après un filon qui la recoupe wiki-nuvvuagittuq. Vers 4,4 milliards d'années, on date des minéraux, pas des roches.

Chaque date se lit sur un objet et une horloge : les CAI pour le t = 0, le manteau pour le noyau, les zircons lunaires pour la Lune, les zircons australiens pour les premiers grains, un gneiss canadien pour la première roche. Le Grand Bombardement tardif, tiré d'âges argon-argon d'échantillons peut-être contaminés par Imbrium, est aujourd'hui contesté Lichtenberg 2023. Sur l'année cosmique, tout cela tient dans la première quinzaine de septembre : le noyau à la fin du 2, la Lune entre le 3 et le 5, le plus vieux zircon le 6 vers midi, la refonte lunaire à l'entrée du 8, Acasta le 16.

Notes