La lune. Crédit image: NASA Cliquez pour agrandir
Les scientifiques planétaires de l'Ohio State University ont découvert les restes d'anciens impacts lunaires qui auraient pu aider à créer la caractéristique de surface communément appelée «l'homme dans la lune».
Leur étude suggère qu'un gros objet a frappé la face cachée de la Lune et a envoyé une onde de choc à travers le noyau de la Lune et tout le chemin vers la Terre. La croûte a reculé - et la lune porte encore aujourd'hui les cicatrices de cette rencontre.
Cette découverte a des implications pour la prospection lunaire et pourrait résoudre un mystère sur la façon dont les impacts passés sur la Terre affectent sa géologie aujourd'hui.
Les premières missions Apollo ont révélé que la lune n'est pas parfaitement sphérique. Sa surface est déformée en deux endroits; un renflement orienté vers la terre sur le côté proche est complété par une grande dépression sur le côté éloigné de la Lune. Les scientifiques se demandent depuis longtemps si ces caractéristiques de surface ont été causées par la gravité de la Terre tirant sur la Lune au début de son existence, alors que sa surface était encore en fusion et malléable.
Selon Laramie Potts et Ralph von Frese, chercheur postdoctoral et professeur de sciences géologiques respectivement à Ohio State, ces caractéristiques sont plutôt des vestiges d'anciens impacts.
Potts et von Frese sont parvenus à cette conclusion après avoir utilisé les fluctuations de gravité mesurées par les satellites Clementine et Lunar Prospector de la NASA pour cartographier l'intérieur de la lune. Ils ont rapporté les résultats dans un récent numéro de la revue Physics of the Earth and Planetary Interiors.
Ils s'attendaient à voir des défauts sous la croûte lunaire qui correspondaient à des cratères à la surface. Ils pensaient que les anciens impacts n'auraient laissé des traces que dans le manteau, l'épaisse couche rocheuse entre le noyau métallique de la lune et sa mince croûte extérieure. Et c'est exactement ce qu'ils ont vu, au début.
Potts a montré une image en coupe transversale de la lune que les scientifiques ont créée en utilisant les données de Clementine. De l'autre côté de la lune, la croûte semble avoir été déprimée puis reculée d'un impact géant, a-t-il déclaré. Sous la dépression, le manteau plonge comme lui et von Frese s'y attendraient s'il avait absorbé un choc.
Les preuves de l'ancienne catastrophe auraient dû s'arrêter là. Mais à quelque 700 miles directement en dessous du point d'impact, un morceau du manteau fait encore saillie dans le noyau de la lune aujourd'hui.
C'était assez surprenant. "Les gens ne considèrent pas les impacts comme des choses qui atteignent le cœur de la planète", a déclaré von Frese.
Mais ce qu'ils ont vu du cœur jusqu'à la surface du côté proche de la lune était encore plus surprenant. Le noyau se gonfle, comme si le matériau du noyau était poussé du côté éloigné et retiré dans le manteau du côté proche. Au-dessus de cela, un renflement tourné vers l'extérieur dans le manteau, et au-dessus de cela - du côté de la Lune faisant face à la Terre - se trouve un renflement à la surface.
Pour les scientifiques de l'Ohio State, la façon dont ces caractéristiques s'alignent suggère qu'un gros objet tel qu'un astéroïde a frappé la face cachée de la lune et a envoyé une onde de choc à travers le noyau qui a émergé sur la face proche.
Les scientifiques pensent qu'un impact similaire, mais antérieur, s'est produit sur le côté proche.
Potts et von Frese soupçonnent que ces événements se sont produits il y a environ quatre milliards d'années, au cours d'une période où la lune était géologiquement active - avec son noyau et son manteau encore fondus et le magma coulant.
À l'époque, la lune était beaucoup plus proche de la Terre qu'elle ne l'est aujourd'hui, a expliqué Potts, de sorte que les interactions gravitationnelles entre les deux étaient plus fortes. Lorsque le magma a été libéré de l'intérieur profond de la Lune par les impacts, la gravité de la Terre l'a saisi et n'a pas lâché prise.
Ainsi, les surfaces déformées sur les côtés proches et lointains de la lune et les caractéristiques intérieures qui les relient sont toutes essentiellement des signes de blessures qui n'ont jamais guéri.
"Cette recherche montre que même après les collisions, la Terre a eu un effet profond sur la lune", a déclaré Potts.
Les impacts peuvent avoir créé des conditions qui ont conduit à une caractéristique lunaire importante.
"L'homme dans la lune" est une collection de plaines sombres sur le côté de la Lune faisant face à la Terre, où le magma du manteau de la lune a jadis coulé à la surface et inondé les cratères lunaires. La lune s'est refroidie depuis longtemps, a expliqué von Frese, mais les plaines sombres sont un vestige de cette période d'activité précoce - «un océan de magma gelé».
Comment ce magma est remonté à la surface est un mystère, mais si Potts et lui ont raison, des impacts géants auraient pu créer un «point chaud» géologique sur la lune? un site où le magma bouillonne à la surface. Quelque temps entre le moment où les impacts se sont produits et le moment où la lune s'est solidifiée, du magma s'est échappé du manteau par des fissures dans la croûte et a inondé la surface proche et a formé un «point chaud» lunaire.
Un point chaud sur Terre forme les volcans qui forment la chaîne d'îles hawaïennes. Les scientifiques de l'État de l'Ohio se sont demandé: des impacts antiques similaires auraient-ils pu pénétrer la Terre et causer les points chauds qui existent ici aujourd'hui? von Frese pense que c'est possible.
«La Terre a sûrement aussi été parsemée d'impacts», a-t-il déclaré. «Les preuves des impacts ici sont obscurcies, mais il existe des points chauds comme Hawaï. Certains points chauds ont des points chauds correspondants de l'autre côté de la Terre. Cela pourrait être une conséquence de cet effet. »
Lui et Potts explorent cette idée en étudiant les anomalies gravitationnelles sous le cratère Chicxulub sur la péninsule du Yucatan au Mexique. Un astéroïde géant a frappé l'endroit il y a environ 65 millions d'années et aurait déclenché une réaction en chaîne environnementale qui a tué les dinosaures.
La NASA a financé cette recherche. L'agence spatiale a été chargée de ramener des astronautes sur la Lune pour rechercher des gaz et minéraux précieux.
Mais même aujourd'hui, les scientifiques ne savent pas entièrement de quoi est faite la lune? pas au fond, de toute façon. Ils peuvent calculer où certains minéraux devraient être, compte tenu des conditions qui, selon eux, existaient lorsque la lune s'est formée. Mais des impacts comme celui que Potts et von Frese ont découvert ont depuis remué des matériaux autour. Les mesures de gravité, ont-ils déclaré, joueront un rôle clé lorsque les scientifiques découvriront quels matériaux se trouvent dans la lune et où.
"Nous ne comprenons pas complètement la façon dont ces minéraux se déposent sous la température et la pression, donc la composition exacte de la lune est difficile à déterminer. Nous devons utiliser des mesures de gravité pour calculer la densité des matériaux, puis utiliser ces informations pour extrapoler la composition probable », a déclaré Potts.
von Frese a déclaré qu'une base lunaire serait nécessaire avant que les scientifiques puissent répondre plus complètement à ces questions.
Potts est d'accord. «Une fois que nous aurons plus d'échantillons de roches et de sols, nous aurons encore beaucoup à faire. Rien de mieux que d'avoir une personne sur le terrain », a-t-il déclaré.
Source originale: Communiqué de presse OSU
