Le bassin oriental de la Lune, vu par le Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA. Crédit : NASA GSFC
Il y a des milliards d’années, une série d’éruptions volcaniques a fait rage sur la Lune, recouvrant de lave chaude des centaines de milliers de kilomètres carrés de la surface de l’orbe. Au fil des éons, cette lave a créé les taches sombres, ou maria, qui donnent aujourd’hui à la face de la lune son aspect distinctif.
Aujourd’hui, de nouvelles recherches de l’Université du Colorado Boulder (CU Boulder) suggèrent que les volcans pourraient avoir laissé un autre impact durable sur la surface lunaire : des couches de glace qui parsèment les pôles de la lune et qui, à certains endroits, pourraient mesurer des dizaines, voire des centaines de pieds d’épaisseur.
“Nous l’imaginons comme une gelée sur la lune qui s’est formée au fil du temps”, a déclaré Andrew Wilcoski, auteur principal de la nouvelle étude et étudiant diplômé du département des sciences astrophysiques et planétaires (APS) et du laboratoire de physique atmosphérique et spatiale (LASP) de CU Boulder.
Lui et ses collègues ont publié leurs résultats ce mois-ci dans le journal de l’Université de Californie du Sud. The Planetary Science Journal.
Les scientifiques pensent que la vallée de Schroeter, en forme de serpent, a été créée par une coulée de lave à la surface de la lune. Crédit : NASA Johnson
Les chercheurs se sont appuyés sur des simulations informatiques, ou modèles, pour tenter de recréer les conditions de la lune bien avant l’apparition de la vie complexe sur Terre. Ils ont découvert que les anciens volcans lunaires crachaient d’énormes quantités de vapeur d’eau, qui se déposaient ensuite sur la surface, formant des réserves de glace qui pourraient encore se cacher dans les cratères lunaires. Si des humains avaient été en vie à l’époque, ils auraient peut-être même vu un éclat de cette glace près de la frontière entre le jour et la nuit à la surface de la lune.
Il s’agit d’une prime potentielle pour les futurs explorateurs de la Lune qui auront besoin d’eau à boire et à transformer en carburant pour fusée, a déclaré Paul Hayne, co-auteur de l’étude.
“Il est possible que 5 ou 10 mètres sous la surface, vous ayez de grandes feuilles de glace”, a déclaré Hayne, professeur adjoint à l’APS et au LASP.
Atmosphères temporaires
La nouvelle étude s’ajoute à un ensemble croissant de preuves qui suggèrent que la lune pourrait être inondée de beaucoup plus d’eau que ce que les scientifiques croyaient auparavant. Dans une étude de 2020, Hayne et ses collègues ont estimé que près de 6.000 miles carrés de la surface lunaire pourraient être capables de piéger et de retenir la glace – principalement près des pôles nord et sud de la lune. L’origine de toute cette eau n’est pas claire.
“Il y a beaucoup de sources potentielles pour le moment”, a déclaré Hayne.
Les volcans pourraient être une source importante. Le scientifique planétaire a expliqué qu’il y a 2 à 4 milliards d’années, la lune était un endroit chaotique. Des dizaines de milliers de volcans sont entrés en éruption à sa surface au cours de cette période, générant d’énormes rivières et lacs de lave, un peu comme ce que l’on peut voir à Hawaï aujourd’hui, mais en beaucoup plus immense.
Représentation de ce à quoi pouvait ressembler le givre se formant à la surface de la Lune il y a des milliards d’années. Crédit : Paul Hayne
“Elles éclipsent presque toutes les éruptions sur Terre”, a déclaré Paul Hayne.
Récent recherches des scientifiques du Lunar and Planetary Institute. à Houston montrent que ces volcans ont probablement aussi éjecté d’immenses nuages composés principalement de monoxyde de carbone et de vapeur d’eau. Ces nuages ont ensuite tourbillonné autour de la lune, créant potentiellement des atmosphères fines et éphémères.
Cela a fait réfléchir Hayne et Wilcoski : Cette même atmosphère aurait-elle pu laisser de la glace sur la surface lunaire, un peu comme le givre se formant sur le sol après une nuit d’automne fraîche ?
La glace éternelle
Pour le savoir, le duo et Margaret Landis, associée de recherche au LASP, ont tenté de se placer à la surface de la Lune il y a des milliards d’années.
L’équipe a utilisé des estimations selon lesquelles, à son apogée, la lune a connu une éruption tous les 22 000 ans, en moyenne. Les chercheurs ont ensuite suivi la façon dont les gaz volcaniques ont pu tourbillonner autour de la lune, s’échappant dans l’espace au fil du temps. Et, ils ont découvert que les conditions ont pu devenir glaciales.
Selon les estimations du groupe, environ 41% de l’eau provenant des volcans a pu se condenser sur la lune sous forme de glace.
“Les atmosphères se sont échappées pendant environ 1 000 ans, donc il y a eu beaucoup de temps pour que la glace se forme”, a déclaré Wilcoski.
En fait, il y avait tellement de glace sur la Lune que l’on aurait pu, de façon concevable, repérer l’éclat du givre et les épaisses calottes polaires depuis la Terre. Le groupe a calculé qu’environ 18 quadrillions de livres d’origine volcanique…d’eau aurait pu se condenser en glace pendant cette période. C’est plus d’eau que ce qui se trouve actuellement dans le lac Michigan. Et les recherches suggèrent qu’une grande partie de cette eau lunaire pourrait encore être présente aujourd’hui.
Ces glaçons de l’espace, cependant, ne seront pas nécessairement faciles à trouver. La plupart de cette glace s’est probablement accumulée près des pôles de la Lune et peut être enterrée sous plusieurs pieds de poussière lunaire, ou régolithe.
Une raison de plus, selon Hayne, pour que les gens ou les robots retournent sur la Lune et commencent à creuser.
“Nous avons vraiment besoin de forer et de le chercher “, a-t-il dit.
Référence : ” Polar Ice Accumulation from Volcanically Induced Transient Atmospheres on the Moon ” par Andrew X. Wilcoski, Paul O. Hayne et Margaret E. Landis, 3 mai 2022, The Planetary Science Journal.
DOI : 10.3847/PSJ/ac649c
