Géophysique : l'impact gigantesque qui explique le mystère des deux faces de la lune

C'est à la fin des années 1950 et dans les années 1960 que les missions soviétiques et américaines ont révélé deux visages très différents de la Lune.

La face visible est recouverte par ce qu'on appelle les mers lunaires, qui apparaissent comme de grandes taches sombres révélant d'anciennes coulées de lave. Sur la face cachée, cependant, ces mers sont à peine visibles.

A surtout lire sur BBC Afrique :

La raison de cette différence est un mystère de longue date.

Mais une nouvelle étude scientifique américaine propose une explication pour résoudre l'énigme : un impact gigantesque, il y a des milliards d'années, aurait généré cette différence.

Deux visages très différents

"Les plus grandes différences entre la face visible et la face cachée de la Lune sont liées à l'apparence et à la composition chimique de ces régions lunaires", explique à BBC News Mundo, le service en langue espagnole de la BBC, José María Madiedo, astrophysicien à l'Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), spécialisé dans les impacts d'astéroïdes sur la Lune. Madiedo n'a pas participé à l'étude américaine.

"Sur la face visible, il y a de nombreuses grandes zones couvertes de lave solidifiée que l'on appelle des mers. Sur la face cachée, cependant, ces mers sont très clairsemées".

Madiedo a également souligné qu'en termes de composition, les missions spatiales effectuées jusqu'à présent ont révélé de grands contrastes dans la présence de certains éléments.

"Par exemple, sur la face visible, on trouve des concentrations plus élevées de potassium, de titane, de thorium, de phosphore et d'autres éléments du groupe dit des terres rares (REE)", dit-il.

"Tout cela révèle qu'au cours de son évolution, la Lune a dû subir un phénomène quelconque qui a pu donner lieu à ces différences", poursuit-il.

La nouvelle étude, publiée dans la revue Science Advances, souligne que les différences entre les faces de la lune sont dues au grand impact qui a créé le bassin dit du pôle Sud-Aitken (SPA).

Le bassin Pôle Sud-Aitken " est un grand cratère d'impact situé près du pôle sud de la Lune ", a expliqué Madiedo.

"Avec un diamètre d'environ 2 500 km et une profondeur de 12 km, il s'agit de l'une des plus grandes structures d'impact trouvées sur des objets du système solaire."

L'emplacement de ce bassin se trouve dans la zone correspondant à la face cachée de la Lune, qui n'est pas visible depuis la Terre, a ajouté l'expert.

"Depuis notre planète, on ne peut voir que le bord du bassin, qui est formé par une chaîne de montagnes d'environ 9 kilomètres d'altitude".

Coulées de lave

L'impact qui a créé le bassin Pôle Sud-Aitken aurait provoqué la propagation d'un énorme nuage de chaleur à l'intérieur de la Lune.

En se propageant, ce nuage a transporté diverses terres rares vers la face visible de la Lune. Et l'abondance de ces éléments générateurs de chaleur aurait contribué à l'activité volcanique à l'origine des coulées de lave.

"Nous savons que de grands impacts comme celui qui a formé la ZPS généreraient beaucoup de chaleur", explique Matt Jones, auteur principal de l'étude et étudiant postdoctoral à l'université Brown de Rhode Island.

"La question est de savoir comment cette chaleur affecte la dynamique interne de la Lune. Ce que nous montrons, c'est que dans toutes les conditions plausibles au moment de la formation de la SPA, ces éléments producteurs de chaleur finissent par se concentrer sur le côté proche."

"Cela a contribué à la fonte du manteau qui a produit les coulées de lave que nous voyons à la surface".

"Comme un surfeur"

La face la plus proche de la Lune abrite une anomalie de composition connue sous le nom de terrain Procellarum KREEP (PKT) - une concentration de potassium, d'éléments de terres rares et de phosphore, ainsi que d'éléments producteurs de chaleur tels que le thorium, a expliqué l'université Brown dans un communiqué.

Ce KREEP semble être concentré dans et autour de Oceanus Procellarum, la plus grande des plaines volcaniques proches.

Les scientifiques ont effectué des simulations informatiques pour déterminer comment la chaleur générée par un impact géant modifierait les schémas de convection à l'intérieur de la Lune et comment cela pourrait redistribuer le matériau KREEP dans le manteau lunaire.

Les modèles de l'intérieur de la Lune suggèrent que le matériau aurait dû être réparti plus ou moins uniformément sous la surface. Mais ce nouveau modèle montre que la distribution uniforme serait perturbée par le nuage de chaleur généré par l'impact de la SPA.

"Selon le modèle, le matériau KREEP aurait 'surfé' sur la vague de chaleur émanant de la zone d'impact de la SPA comme un surfeur", indique le communiqué de presse de l'Université Brown.

Comme le nuage de chaleur s'étendait sous la croûte lunaire, ce matériau a été attiré vers la face proche.

Selon les chercheurs, ces travaux fournissent une explication fiable à l'un des grands mystères de la Lune.

"La façon dont le PKT s'est formé est probablement la plus grande question ouverte dans la science lunaire", a déclaré Jones. "Et l'impact Pôle Sud-Aitken est l'un des plus grands événements de l'histoire lunaire. Ce travail réunit ces deux éléments et je pense que nos résultats sont vraiment passionnants."

Outre l'Université Brown, des chercheurs de l'Université Purdue, de l'Université Stanford, du Lunar and Planetary Science Laboratory en Arizona et du Jet Propulsion Laboratory de la NASA ont participé à l'étude.

Vous pourriez aussi être intéressés par :