Illustration d’artiste du vaisseau spatial chinois Chang’e 5 de retour d’échantillons. Crédit : CNSA/NASA
Des scientifiques chinois offrent de nouvelles perspectives sur l’évolution thermique et chimique de la Lune, avec une étude de la mission chinoise de retour d’échantillons lunaires Chang’E-5.
Ces échantillons de roche volcanique, qui est un type de basalte, sont les plus jeunes échantillons lunaires à être directement datés, âgés d’environ 2 milliards d’années. L’analyse de ces basaltes révèle comment la composition et la teneur en eau de la Lune ont changé au fil du temps, ce qui peut nous aider à comprendre l’évolution géologique et géochimique de la Lune.
Leurs résultats sont présentés en trois La nature papiers le 19 octobre.
Le 17 décembre 2020, la mission Chang’E-5 a renvoyé environ 1,73 kg de matériaux lunaires sur Terre, plus de 40 ans depuis que les précédents échantillons ont été récupérés par les missions américaines Apollo et soviétiques Luna. Le site d’atterrissage de la mission Chang’E a été sélectionné pour être l’une des plus jeunes unités de basalte marine, formée par des éruptions volcaniques. Ces roches volcaniques servent d’enregistrement de l’évolution thermique et chimique de la Lune.
La datation antérieure par radio-isotope d’échantillons lunaires suggère que la plupart de l’activité volcanique lunaire a cessé il y a environ 2,9 à 2,8 milliards d’années. La chronologie du comptage des cratères, une méthode alternative pour calculer l’âge des surfaces planétaires, prédit qu’il pourrait y avoir des coulées volcaniques âgées de 3 à 1 milliard d’années, suggérant que le volcanisme pourrait avoir persisté pendant une période plus longue. Cette dernière méthode de datation présente de grandes incertitudes en raison du manque d’échantillons retournés pour l’étalonnage.
Cependant, l’analyse des nouveaux échantillons par LI Xianhua et ses collègues montre qu’ils ont 2,03 milliards d’années, ce qui prolonge la durée signalée de l’activité volcanique lunaire d’environ 800 à 900 millions d’années et révèle que l’intérieur de la Lune évoluait toujours à environ 2 milliards. il y a des années.
Les dates des basaltes estimées par LI et ses collègues sont estimées à haute précision, et sont plus anciennes que les analyses récemment rapportées d’échantillons de la même région.
“Cette découverte avance l’époque à laquelle l’intérieur de la Lune évoluait encore d’environ 4 milliards d’années à 2 milliards d’années”, a déclaré LI de l’Institut de géologie et de géophysique (IGG) de l’Académie chinoise des sciences. Le nouvel âge des basaltes lunaires est également utilisé pour mieux calibrer les modèles chronologiques de comptage de cratères, pour dater les âges de surface planétaire ailleurs dans le système solaire.
Dans la deuxième étude, HU Sen et ses collègues d’IGG analysent la composition de l’eau des échantillons de basalte. La répartition de l’eau à l’intérieur de la Lune peut donner des indices sur les processus qui ont conduit à la formation du manteau et à l’activité volcanique, ainsi que sur la durée de l’activité volcanique.
Les chercheurs montrent que le magma parent des basaltes vieux de 2 milliards d’années échantillonnés par la mission Chang’E-5 contenait moins d’eau que les échantillons de régions de volcanisme plus ancien (basaltes qui ont éclaté il y a 4,0 à 2,8 milliards d’années).
Ils suggèrent que la source des basaltes plus jeunes s’est déshydratée au cours d’une activité volcanique prolongée, conformément à l’idée que l’activité volcanique s’est poursuivie jusqu’à il y a au moins 2 milliards d’années.
Le collègue de LI et HU, YANG Wei et son équipe, montrent dans leur étude que la source des basaltes plus jeunes semble avoir contenu des niveaux d’éléments producteurs de chaleur plus faibles que prévu.
Cette découverte indique que la Lune s’est peut-être refroidie plus lentement qu’on ne le pensait auparavant, ce qui affecterait la dynamique du manteau. Les résultats de YANG et de ses collègues pourraient fournir une base pour explorer de nouveaux modèles d’évolution thermique de la Lune.
Les références:
“Origine non KREEP des basaltes Chang’E-5 dans le terrane de Procellarum KREEP” 19 octobre 2021, La nature.
DOI : 10.1038 / s41586-021-04119-5
« Un volcanisme de deux milliards d’années sur la Lune à partir des basaltes de Chang’E-5 » 19 octobre 2021, La nature.
DOI : 10.1038 / s41586-021-04100-2
« Un réservoir de manteau lunaire sec pour jeunes juments basaltes de Chang’E-5′ » 19 octobre 2021, La nature.
DOI : 10.1038 / s41586-021-04107-9
