lundi 22 janvier 2018

La Lune contiendrait bien plus d'eau que prévu


En janvier 2018, les astronomes découvraient que Mars contient des sortes de gisements d'eau sous la surface. En 2017, les données collectées par la sonde indienne Chandrayaan-1 ont démontré que la Lune contient de l'eau en importance. Une observation en contradiction avec le scénario de la collision entre la Terre et Théia.


Depuis une dizaine d'années, plusieurs équipes de chercheurs (souvent de l'université Brown, à Providence, dans l'État de Rhode Island, aux États-Unis) accumulent des preuves de l'existence d'importantes quantités d'eau dans le manteau de la Lune. En voici un nouvel exemple avec la publication d'un article dans Nature Geoscience. Or, la présence de cette eau est particulièrement surprenante, à tel point qu'elle pourrait bien nous conduire à revoir quelque peu le scénario de la formation de notre satellite.

En effet, nous avons de très bonnes raisons de croire que la Lune s'est formée par accrétion des produits éjectés par la collision entre la jeune Terre et une petite planète de la taille de Mars baptisée Théia (une variante faisant intervenir plusieurs collisions avec des planètes naines a toutefois été proposée récemment). Or, ces produits devaient être à hautes températures. L'eau qu'ils pouvaient contenir aurait donc dû s'évaporer avec d'autres éléments volatils.

En 2008, dans une publication du journal Nature, le géochimiste Alberto Saal avait montré, avec des collègues, qu'il y avait bel et bien de l'eau dans le manteau lunaire, au moins dans certaines régions (voir article ci-dessous). Prudent à l'époque, et parce qu'il ne disposait pas des données nécessaires, il n'avait pas avancé d'estimation précise de la quantité d'eau présente dans la totalité du manteau de la Lune.

Des roches lunaires 100 fois plus riches en eau

Quelques années plus tard, Alberto Saal et d'autres chercheurs se sont intéressés à des inclusions vitreuses découvertes dans des échantillons du fameux « sol orange » de la mission Apollo 17. Les géologues lunaires pensent qu'il s'agit des restes d'une éruption explosive, avec des fontaines de lave, s'étant produite il y a 3,64 milliards d'années. Ces inclusions étaient, à l'origine, des petites gouttelettes de magma ; elles ont été piégées par la suite dans un minéral. Elles constituent un outil puissant pour quantifier l'abondance d'eau dans les magmas aux stades pré-éruptifs.

Stupéfaits, les géochimistes avaient découvert que certaines inclusions étaient 100 fois plus riches en eau qu'on ne l'imaginait ! Leur contenu en autres éléments volatils était également très semblable à celui des basaltes des rides médio-océaniques sur Terre. Cela indiquait donc que certaines parties de l'intérieur de la Lune contenaient autant d'eau que le manteau supérieur de notre planète. Mais de nouveau, on ne pouvait rien conclure quant à la présence de l'eau dans tout le manteau lunaire.

Les chercheurs ont trouvé le moyen de contourner le problème de la rareté des échantillons de roches lunaires provenant de la surface de notre satellite en utilisant les données spectroscopiques collectées par la sonde indienne Chandrayaan-1 alors qu'elle était en orbite autour de la Lune. La lumière mesurée par les instruments de la sonde permet en effet de remonter à la composition minéralogique du sol lunaire. Il est donc possible de déterminer, dans une certaine mesure, le contenu chimique des dépôts pyroclastiques laissés par des éruptions volcaniques un peu partout sur la surface de notre satellite naturel.

Ces roches nous donnent des renseignements sur la composition du manteau lunaire puisque les laves refroidies qui les constituent sont des échantillons du magma qui s'est formé dans ce manteau à partir de la fusion partielle des roches présentes. Le verdict est tombé : ces laves avaient des contenus en eau similaires à ceux des roches ramenées sur Terre par les missions Apollo 15 et 17. Cela suggère bien que le contenu en eau de tout le manteau de la Lune est nettement plus élevé que ce qui est prévu par la théorie de la collision avec Théia. Reste à expliquer pourquoi...

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