Des océans de magma ont coulé et sont montés à la surface de la Lune pendant des milliards d’années pour lui donner sa forme actuelle. (Image : SWNS)
La lune s’est retournée pour former la surface de cratère que nous voyons aujourd’hui, selon les scientifiques.
Les chercheurs ont combiné des simulations informatiques et des données pour montrer comment les océans de magma ont coulé et sont remontés à la surface de la Lune au fil des milliards d’années pour former sa forme actuelle.
Les astronomes affirment que ces océans de magma ont fluctué au fil des milliers d’années en raison de l’instabilité gravitationnelle.
L’équipe de recherche américaine affirme que leurs découvertes pourraient offrir des informations importantes sur l’évolution de notre Lune – et même potentiellement sur des planètes telles que la Terre et Mars.
Il y a environ 4,5 milliards d’années, une petite planète s’est écrasée sur notre jeune planète, projetant des roches en fusion dans l’espace.
EN SAVOIR PLUS… Des scientifiques étonnés découvrent un nouvel océan dont ils ignoraient l’existence sur la Terre
Au fur et à mesure que la roche en fusion se refroidissait et se solidifiait, elle formait le manteau lunaire. (Image : SWNS)
Au cours des millénaires suivants, les débris résultants se sont lentement combinés, refroidis et solidifiés pour former notre lune.
Cependant, les détails de la manière dont ce processus s’est produit sont restés jusqu’à présent fortement débattus par les astronomes.
La plupart de nos connaissances sur les origines de la Lune proviennent d’analyses d’échantillons de roches collectés par les astronautes d’Apollo il y a plus de 50 ans, combinées à des modèles théoriques.
Des échantillons de roches de lave basaltique ont montré des concentrations étonnamment élevées de titane, tandis que des observations satellite ultérieures ont révélé que ces roches volcaniques riches en titane sont principalement situées sur la face visible de la Lune.
Mais comment et pourquoi ils sont arrivés là est resté jusqu’à présent un mystère.
Comme la Lune s’est formée rapidement et chaudement, elle était probablement recouverte par un océan de magma mondial.
Au fur et à mesure que la roche en fusion se refroidissait et se solidifiait, elle a formé le manteau lunaire et la croûte brillante que nous voyons lorsque nous regardons la pleine lune la nuit.
Mais plus profondément sous la surface, la jeune lune était complètement déséquilibrée.
Les modèles suggèrent que les dernières lies de l’océan magmatique se sont cristallisées en minéraux denses, dont l’ilménite, un minéral contenant du titane et du fer.
Weigang Liang, qui a dirigé la recherche dans le cadre de son doctorat au Laboratoire Lunaire et Planétaire (LPL) de l’Université d’Arizona, a expliqué : « Parce que ces minéraux lourds sont plus denses que le manteau en dessous, cela crée une instabilité gravitationnelle, et on pourrait s’attendre à ce que ces minéraux soient plus denses que le manteau en dessous. cette couche s’enfoncera plus profondément à l’intérieur de la lune.
Au cours des millénaires qui ont suivi, cette matière dense s’est enfoncée à l’intérieur, s’est mélangée au manteau, puis a fondu et est revenue à la surface sous forme de coulées de lave riches en titane que nous voyons aujourd’hui à la surface.
« Notre lune s’est littéralement retournée », a déclaré le co-auteur, le Dr Jeff Andrews-Hanna, professeur agrégé au LPL.
« Mais il y a peu de preuves physiques permettant de faire la lumière sur la séquence exacte des événements au cours de cette phase critique de l’histoire lunaire, et il y a beaucoup de désaccords sur les détails de ce qui s’est passé – littéralement. »
Concernant les nombreuses possibilités, par exemple si ce matériau a coulé progressivement ou d’un seul coup après la pleine solidification de la Lune, le Dr Adrien Broquet, du Centre aérospatial allemand de Berlin, a déclaré : « Sans preuve, vous pouvez choisir votre modèle préféré.
« La lune est fondamentalement déséquilibrée à tous égards. » (Image : SWNS)
« Chaque modèle a de profondes implications pour l’évolution géologique de notre lune. »
Dans une étude précédente de l’Université de Pékin, des modèles prédisaient que la couche dense de matériau riche en titane située sous la croûte migrerait d’abord vers la face visible de la Lune, peut-être déclenchée par un impact géant sur la face cachée, puis coulerait dans la face cachée de la Lune. intérieur dans un réseau de dalles en forme de feuilles, tombant en cascade dans l’intérieur lunaire presque comme des cascades.
Mais lorsque ce matériau a coulé, il a laissé derrière lui un petit reste dans un motif géométrique de corps linéaires entrecroisés de matériau dense riche en titane sous la croûte.
« Quand nous avons vu ces prédictions du modèle, c’était comme si une ampoule s’allumait », a déclaré le Dr Andrews-Hanna, « parce que nous voyons exactement le même schéma lorsque nous observons des variations subtiles dans le champ de gravité de la lune, révélant un réseau de matériaux denses caché sous la croûte. »
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont comparé les simulations d’une couche riche en ilménite en train de couler à un ensemble d’anomalies de gravité linéaire détectées par la mission GRAIL de la NASA, dont les deux vaisseaux spatiaux ont orbité autour de la Lune entre 2011 et 2012, mesurant de minuscules variations de son attraction gravitationnelle.
Ces anomalies linéaires entourent une vaste région sombre de la face visible de la Lune recouverte de coulées volcaniques connues sous le nom de « mare » – le mot latin pour « mer ».
L’équipe a découvert que les signatures gravitationnelles mesurées par la mission GRAIL sont cohérentes avec les simulations de la couche d’ilménite et que le champ de gravité peut être utilisé pour cartographier la répartition des restes d’ilménite laissés après l’affaissement de la majorité de la couche dense.
« Nos analyses montrent que les modèles et les données racontent une histoire remarquablement cohérente », a expliqué Liang.
« Les matériaux d’ilménite ont migré vers la face proche et se sont enfoncés à l’intérieur en cascades en forme de feuille, laissant derrière eux un vestige qui provoque des anomalies dans le champ de gravité de la lune, comme le montre GRAIL. »
Les observations des chercheurs limitent également le timing de cet événement : les anomalies de gravité linéaire sont interrompues par les bassins d’impact les plus grands et les plus anciens du côté proche et doivent donc s’être formées plus tôt.
Sur la base de ces relations transversales, les auteurs suggèrent que la couche riche en ilménite a coulé il y a 4,22 milliards d’années, ce qui est cohérent avec une contribution au volcanisme ultérieur observé sur la surface lunaire.
« L’analyse de ces variations du champ de gravité de la Lune nous a permis de jeter un coup d’œil sous la surface de la Lune et de voir ce qui se cache en dessous », a déclaré le Dr Broquet.
Alors que la détection d’anomalies de gravité lunaire fournit des preuves de l’affaissement d’une couche dense à l’intérieur de la Lune et une estimation plus précise de comment et quand cela s’est produit, les chercheurs affirment que ce que nous voyons à la surface de la Lune ajoute encore plus d’intrigue à l’hypothèse. l’histoire.
« La Lune est fondamentalement déséquilibrée à tous égards », a déclaré le Dr Andrews-Hanna.
Les chercheurs ont expliqué que la face la plus proche faisant face à la Terre – en particulier la région sombre de l’Oceanus Procellarum – est plus basse en altitude, a une croûte plus fine, est largement recouverte de coulées de lave et présente de fortes concentrations d’éléments typiquement rares comme le titane et le thorium, tandis que la face la plus éloignée fait face à la Terre. diffère à chacun de ces égards.
D’une manière ou d’une autre, on pense que le renversement du manteau lunaire est lié à la structure et à l’histoire uniques de la région proche de Procellarum, bien que les détails de ce renversement aient fait l’objet d’un débat considérable parmi les scientifiques.
« Pour la première fois, nous disposons de preuves physiques montrant ce qui se passait à l’intérieur de la Lune pendant cette étape critique de son évolution – et c’est vraiment excitant », a déclaré le Dr Andrews-Hanna.
« Il s’avère que l’histoire la plus ancienne de la Lune est écrite sous la surface, et il a fallu la bonne combinaison de modèles et de données pour dévoiler cette histoire. »
« Les vestiges de l’évolution lunaire précoce sont aujourd’hui présents sous la croûte, ce qui est fascinant », a ajouté le Dr Broquet.
« De futures missions, comme avec un réseau sismique, permettraient de mieux étudier la géométrie de ces structures. »
M. Liang a ajouté que des recherches telles que celle-ci pourraient aider les astronautes lors des prochaines missions habitées sur la Lune, déclarant : « Lorsque les astronautes d’Artemis atterriront finalement sur la Lune pour commencer une nouvelle ère d’exploration humaine, nous aurons une compréhension très différente de notre voisin. que nous ne l’avons fait lorsque les astronautes d’Apollo y ont mis le pied pour la première fois. »
