Les moonquakes sont beaucoup plus courants que ce que l'on pensait, suggèrent les données de l'Apollo.

Un nouvel examen des données datant de plusieurs décennies des missions Apollo a révélé des preuves de dizaines de milliers de moonquakes précédemment non reconnus. Les résultats pourraient révéler des détails sur le fonctionnement interne de la lune et pourraient avoir des implications pour les futures missions humaines.

« Il y a eu plus d'événements tectoniques sur la lune, elle est plus tectoniquement active que ce qui était considéré auparavant », déclare le sismologue planétaire Keisuke Onodera de l'Université de Tokyo. En examinant méticuleusement les formes des ondes sismiques, Onodera a découvert 22 000 moonquakes jamais vus auparavant, selon son rapport du 5 juillet dans JGR: Planets.

Dans les années 1960 et 1970, les missions Apollo qui ont atterri sur la lune ont apporté deux types de sismomètres : l'un pour mesurer les ondes sismiques à longue période qui ont leur origine plus profondément sous terre, et l'autre pour mesurer les ondes à période plus courte qui ont commencé plus près de la surface ou qui ont transporté plus d'énergie.

Les sismomètres dessinent la forme des ondes qui secouent le sol — certaines sont trapues et s'atténuent rapidement, tandis que d'autres sont longues et s'étiolent. Sur la base des formes, les scientifiques peuvent en apprendre davantage sur l'origine du séisme.

Certains de ces sismomètres ont pris des données presque en continu de 1969 à 1977, enregistrant environ 13 000 événements sismiques. Mais la plupart des données des sismomètres à courte période étaient tellement contaminées par d'autres sources d'ondes qu'elles étaient presque inutilisables à l'époque.

« Il s'agit de données datant de 50 ans que les gens devaient presque traiter manuellement », déclare la sismologue lunaire basée en Californie, Ceri Nunn, qui n'a pas participé à la nouvelle étude. « Vous les imprimiez sur une vieille imprimante matricielle médiocre et les interprétiez manuellement. »

Les scientifiques lunaires savaient donc qu'ils manquaient probablement certains moonquakes de cette période. Mais personne n'avait réellement pris le temps de nettoyer les données pour savoir combien, jusqu'à ce qu'Onodera s'y penche l'année dernière.

« La chose la plus surprenante est que j'ai détecté 22 000 — un nombre beaucoup plus élevé d'événements que dans l'ensemble de données d'origine », dit Onodera. Les nouveaux moonquakes portent le nombre total connu à 35 000. « C'est quelque chose que personne n'attendait. »

Onodera a examiné graphiquement chaque événement sismique individuel, et les a classés un par un en fonction de leur forme. D'autres scientifiques lunaires ont été impressionnés par cette minutie à basse technologie.

« C'est une intelligence naturelle, je dirais, et non une intelligence artificielle », déclare le géophysicien planétaire Raphaël Garcia de l'ISAE-Supaero à Toulouse, en France, qui n'a pas participé à l'étude. « Je suis sûr que c'est un énorme travail. Il a tout retraité. »

Le sismologue Keisuke Onodera a classé différentes formes d'ondes sismiques correspondant à des secousses d'origines différentes. Les impacts sur la lune ont créé une forme d'onde touffue qui a secoué le sol à des vitesses de quelques centaines de nanomètres par seconde, et qui a duré 30 minutes. Les moonquakes peu profonds ont créé un blip plus court qui s'atténuait rapidement. La catégorisation des moonquakes provenant de sources différentes donne de nouvelles informations sur l'activité sismique de la lune.

Comparer les formes d'ondes produites par différents types de moonquakes

La plupart des moonquakes nouvellement identifiés provenaient de sources externes comme les changements de température extrêmes ou les impacts, y compris les moments où la NASA a délibérément laissé tomber des propulseurs de fusée ou des modules lunaires sur la surface de la lune pour voir ce qu'ils feraient.

Cependant, certains étaient des moonquakes peu profonds reflétant des mouvements provenant des quelques premiers kilomètres de la croûte lunaire. Ces quakes sont ceux les plus susceptibles de fournir des informations sur le fonctionnement interne de la lune.

Des études antérieures avaient identifié 28 moonquakes peu profonds sur huit ans d'observations. Onodera en a trouvé 46 de plus, augmentant considérablement le nombre total de moonquakes peu profonds connus.

Il a également constaté que ces moonquakes peu profonds semblaient être plus courants dans l'hémisphère nord, près du site d'atterrissage d'Apollo 15, que près des sites plus méridionaux d'Apollo 14 et 16. Les données de gravité des sondes de la NASA GRAIL, qui se sont écrasées à la surface lunaire en 2012, ont montré que des filons volcaniques entourent le site d'Apollo 15. Les moonquakes peu profonds pourraient survenir lorsque la croûte lunaire se contracte autour de ces intrusions plus denses, suggère Onodera.

Avoir une meilleure compréhension de la fréquence et de la force des moonquakes lunaires sera important pour planifier les voyages humains vers et les structures sur la lune. Les données sismiques peuvent aider à mesurer la profondeur du sol lunaire, ce qui peut déterminer la quantité de matériau de construction avec laquelle les astronautes devront travailler.

Les mesures peuvent également fixer des limites pour la quantité de secousses que les habitats lunaires doivent supporter, et indiquer où pourraient être les sites d'atterrissage les plus sûrs.

Heureusement, les scientifiques lunaires devraient bientôt disposer de beaucoup plus de données. La NASA et ses partenaires commerciaux prévoient d'envoyer une paire de sismomètres sur la face cachée de la lune en 2025. Et la mission chinoise Chang'e 7 enverra un autre sismomètre au pôle sud lunaire en 2026.