Un premier regard sur les roches de la face cachée de la Lune crée un mystère volcanique

Les premiers échantillons de la face cachée de la lune révèlent des signes d'une activité volcanique surprenante près du pôle sud lunaire. Deux analyses distinctes des roches lunaires ramenées sur Terre par le vaisseau spatial Chang'e-6 de la Chine montrent que les roches se sont formées à partir de magma refroidi relativement récemment, il y a environ 2,8 milliards d'années, selon des articles publiés le 15 novembre dans Science et Nature. Les mesures pourraient aider à résoudre le mystère de pourquoi la face cachée de la lune est si différente de sa face visible, mais soulèvent également de nouvelles questions sur l'histoire du volcanisme lunaire. Aidez-nous à nous améliorer en répondant à notre enquête auprès des lecteurs de 15 questions. Les deux faces de la lune sont comme le jour et la nuit, avec une topographie, une composition chimique, une densité de cratères et des preuves de volcanisme différents. De vastes étendues de lave solidifiée appelées mers couvrent près d'un tiers de la face visible. Mais seulement environ 2 % de la face cachée montre des signes de lave en mouvement. "L'asymétrie énigmatique entre la face visible et la face cachée de la lune… est une énigme non résolue de longue date", écrivent le géochimiste Qiu-Li Li de l'Académie chinoise des sciences à Beijing et ses collègues dans Nature. Jusqu'à récemment, toutes les roches que les humains avaient ramenées de la lune provenaient de la face visible. Les échantillons des missions Apollo et Luna des années 1960 et 1970 suggéraient que la lune était la plus volcaniquement active il y a environ 4 milliards d'années et s'était surtout refroidie vers il y a environ 3 milliards d'années. Les roches de la mission chinoise Chang'e-5 ont montré un volcanisme plus récent, il y a environ 2 milliards d'années. Mais l'histoire volcanique de la face cachée était un mystère complet - jusqu'à ce que la mission Chang'e-6 de la Chine ramène les premiers échantillons jamais collectés de la région en juin. Le vaisseau spatial est revenu sur Terre avec près de deux kilogrammes de sol lunaire du Bassin Aitken du pôle Sud, le plus ancien et le plus grand cratère et la source de la plupart du matériel volcanique de la face cachée de la lune. "Imaginez avoir des échantillons de roches provenant de peut-être 10 endroits en Amérique du Nord, et c'est ce que vous savez sur la Terre", explique le spécialiste des planètes Stephen Elardo de l'Université de Floride à Gainesville, non impliqué dans les nouveaux travaux. "Puis tout à coup, vous obtenez vos premières roches d'Afrique du Sud ou d'Australie. Maintenant, vous avez un autre point de données pour apprendre sur toute la planète. C'est essentiellement ce que c'est pour la lune." Deux groupes ont examiné les roches en utilisant la datation radiométrique, une technique pour estimer l'âge d'un objet à partir des quantités relatives de certains éléments radioactifs qu'il contient. Le géochimiste Le Zhang de l'Académie chinoise des sciences à Guangzhou et ses collègues ont étudié 35 fragments de roche volcanique appelée basalte, et ont découvert que leurs âges étaient tous regroupés autour de 2,830 milliards d'années. Li et ses collègues ont examiné 108 fragments de basalte et ont trouvé des âges similaires : 2,807 milliards d'années. "C'est plus jeune que ce à quoi je m'attendais pour cette région de la lune de beaucoup", dit Elardo. Cela est dû à une autre caractéristique que les deux groupes ont trouvée dans les échantillons. Les roches ne contiennent pas d'éléments producteurs de chaleur comme le potassium, les terres rares (comme l'uranium et le thorium) et le phosphore, connus collectivement sous le nom de KREEP. Du côté visible, la désintégration des éléments KREEP aurait pu maintenir suffisamment chaud le manteau lunaire pour soutenir le volcanisme jusqu'à il y a 2 milliards d'années. Mais sans ces éléments, il n'est pas clair comment la face cachée est restée liquide si longtemps, explique Elardo. Les résultats suggèrent un volcanisme durable aussi. L'équipe de Li a trouvé une roche en particulier qui se démarquait : un fragment riche en aluminium datant de 4,2 milliards d'années. La seule roche lunaire connue qui est plus ancienne est une météorite dont le point d'origine sur la lune est inconnu. Avec les échantillons plus récents, les roches indiquent que le volcanisme de la face cachée s'est étendu sur au moins 1,4 milliard d'années. Message de sponsor Compte tenu des différences connues entre les hémisphères de la lune, il n'est pas surprenant que les premiers échantillons de la face cachée semblent si différents de ceux de la face visible, explique Ryan Zeigler, conservateur des échantillons Apollo au Johnson Space Center de Houston. Mais les données sont toujours passionnantes. "Je pense que c'est juste la première étape", dit Zeigler. "Je pense qu'ils vont apporter davantage de techniques pour étudier ces particules avec plus de temps. Et je pense qu'il pourrait y avoir d'autres choses surprenantes à venir."