VESTIGES LUNAIRES...

Emilie Martin, le 9 septembre 2010

Philippe Henarejos, le 8 février 2011

Philippe Henarejos, le 21 février 2011.

Au cours de la mission Apollo 15, en 1971, les astronautes ont photographié depuis l'orbite une étonnante dépression à la surface de la Lune. Les experts l'avaient baptisée D, en raison de sa forme générale.

Aujourd'hui, cette mystérieuse formation de 3km de diamètre, appelée officiellement Ina, a été photographiée en gros plan par la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter. Le résultat est étonnant. On discerne nettement l'ancienne surface de basalte lunaire grignotée par des dépressions claires au fond chaotique.

Selon les spécialistes, Ina est géologiquement très jeune car sur ses parties en creux, aucun cratère d'impact n'est discernable. Elle semble être le lieu où des gaz prisonniers à l'intérieur de la Lune s'échappent épisodiquement en remuant le sol. Ces véritables geysers sont peut-être toujours actifs et pourraient être à l'origine de phénomènes lunaires transitoires observés très rarement par des amateurs.

La dépression Ina, sur la Lune, est une formation unique, photographiée ici par LRO. Crédit: Nasa/GSFC/ASU/C&E Photos

Unique sur la Lune, Ina possède peut-être de nombreuses homologues sur Mercure, ainsi que les as révélées la sonde Messenger. C'est en tout cas ce que suggère le spécialiste américain Paul Spudis, du Lunar and Planetary Institute à Houston.

Par ses dimensions, Ina est discernable dans un télescope d'amateur de 100mm. Un instrument de 200mm permet de noter ses contours et sa forme de D. Cette curiosité se trouve dans le Lac de la Félicité, au pied du versant sud des Apennins, au sud-est du cratère Conon (21km de diamètre).

Vous pouvez également visualiser Ina en 3D, grâce à des lunettes rouge et bleu, sur le bord gauche de deux images d'Apollo situées au bas de cette page.
http://www.cieletespace.fr/node/6077

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/7909

Les astéroïdes qui ont creusé les bassins d'impact de la Lune, il y a environ quatre milliards d'années, seraient aussi à l'origine de son champ magnétique ancien. Une étude publiée aujourd'hui dans la revue britannique Nature, par une équipe franco-belge, montre que ces impacts ont été suffisamment violents pour modifier la vitesse de rotation de la Lune, et provoquer des mouvements dans son cœur de fer liquide.

Par effet dynamo, ces mouvements auraient engendré un champ magnétique transitoire (quelques milliers d'années à chaque impact), dont les traces sont aujourd'hui encore inscrites dans certaines roches lunaires.

L'énigme des anomalies magnétiques lunaires
Voilà plus de quarante ans que les astronomes s'interrogent sur la magnétisation de quelques portions de la croûte lunaire. Sur Terre, le champ magnétique est généré par un effet dynamo lié à des mouvements dans le cœur de fer liquide, eux-mêmes provoqués par des échanges thermiques avec le manteau.

L'impact qui a créé la mer des crises a aussi pu générer un champ magnétique lunaire transitoire. Crédit: Nasa/GSFC/C&E Photos

Mais sur la Lune, ce mécanisme ne peut pas fonctionner. Le noyau de fer, de 300km à 400km, est trop petit. Les mouvements de métal liquide qui créent le champ magnétique doivent être stimulés de l'extérieur.

Comment ? C'est précisément le résultat de l'étude publiée aujourd'hui. « Les impacts qui ont formé les grands bassins ont été suffisamment puissants pour déverrouiller la Lune de sa rotation synchrone », écrivent Michael Le Bars (Irphe) et ses collègues. Ce faisant, ils ont enclenché un mécanisme de marées qui, dans les entrailles de notre satellite, ont mis le fluide métallique en mouvement.

Une hypothèse alternative
Dans la même revue, trois chercheurs américains proposent une autre explication - la dynamo serait née de l'entraînement du noyau fluide par le manteau solide, les deux ne tournant pas exactement selon les mêmes axes.

Dans ce modèle, « le champ magnétique décroît avec le temps et s'éteint naturellement lorsque la Lune s'est suffisamment éloignée de la Terre », indiquent les chercheurs (la Lune, née à moins de 20.000km de la Terre, n'a cessé depuis de s'en éloigner). Il y a 2,7 milliards d'années, l'énergie dégagée par ce mécanisme serait devenue trop faible pour entretenir une dynamo.

Les deux hypothèses ne sont pas forcément contradictoires. Il faudra en tout cas de nouvelles recherches sur le paléomagnétisme des roches lunaires pour les tester.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/8094

La Lune possédait probablement son propre champ magnétique il y a des milliards d’années. Son origine est énigmatique mais deux nouvelles hypothèses permettent maintenant de comprendre comment il a pu apparaître sans faire appel à des mouvements de convection thermique dans son noyau.

La Lune aurait généré son propre champ magnétique il y a plus de 3 milliards d’années. Si les images de la sonde lunaire Kaguya nous montrent un astre mort, la Lune devait être beaucoup plus active il y a 4 milliards d’années. À cette époque, sa formation venait juste de prendre fin, quelques centaines de millions d’années auparavant. Nous sommes presque sûrs aujourd’hui que notre satellite est le résultat de l’accrétion de matériaux résultant d’une collision entre la jeune Terre et une petite planète de la taille de Mars, Théia.

Bien que la Lune ait formé un noyau similaire à celui de la Terre, les réserves d’énergies laissées par sa formation étaient insuffisantes pour qu’un mécanisme de dynamo autoexcitatrice, similaire à celui de l’expérience VKS, ait pu générer pendant des centaines de millions d’années le champ magnétique expliquant le paléomagnétisme lunaire.

Deux équipes de chercheurs, dont l’une est franco-belge, viennent cependant de publier deux articles dans lesquels elles avancent deux mécanismes nouveaux susceptibles d’avoir fourni l’énergie nécessaire à l’entretien de courants de matière conductrice dans le noyau de la jeune Lune au début de son histoire.

Le premier article publié dans Nature provient de chercheurs de l’Université de Santa Cruz et du California Institute of Technology, le fameux Caltech où enseignait Richard Feynman. Selon eux, la clé de l’énigme de la source d’énergie de la dynamo lunaire doit être recherchée au niveau des forces de marée exercées par la Terre sur la jeune Lune pendant l’Hadéen et au début de l’Archéen. Mais le mécanisme en jeu n’est pas celui chauffant Io, la Lune de Jupiter.

Il y a plusieurs milliards d’années, notre satellite était plus proche de la Terre qui tournait plus rapidement sur elle-même. Les forces de marée mutuelles des deux astres vont faire évoluer cette situation de sorte que la rotation de la Terre va ralentir et que le moment cinétique perdu va être transféré à celui de la Lune autour de la Terre qui va s’éloigner d’elle jusqu’à sa position actuelle où une rotation synchrone a même fini par apparaître.

Une rotation différentielle du noyau et du manteau lunaire
Au début de ce processus de migration, les forces de marée exercées par la Terre sur la Lune étaient plus fortes. D’après les premières estimations des chercheurs américains, elles auraient engendré des différences de rotations non négligeables entre le noyau de la Lune et son manteau solide. Ces différences de mouvements relatives auraient en quelque sorte agité la partie liquide du noyau lunaire, soutenant pendant un temps le mécanisme de génération d’un champ magnétique par effet dynamo.

Pour l’équipe de chercheurs franco-belges, le scénario publié dans Nature est un peu différent. De grands impacts météoritiques seraient à l'origine de la dynamo primitive de la Lune. Mais à nouveau, une rotation différentielle notable entre le manteau et le noyau de la Lune joue un rôle central. L’effet d’agitation du manteau est similaire sauf qu’il ne prend pas son origine dans une modification des mouvements relatifs du manteau par rapport au noyau (du fait des forces de marée) mais bien des impacts de petits corps célestes sur la Lune.

Il reste encore bien du travail à faire et bien des données à collecter avant de savoir laquelle de ces hypothèses est la bonne. Peut-être les deux mécanismes ont-ils opéré simultanément. Voilà qui ouvre des possibilités fascinantes pour reconstituer l’histoire passée de notre satellite, et de la Terre elle-même, à partir du paléomagnétisme lunaire.

La face visible de la Lune photographiée par la sonde LRO. © Nasa

* A long-lived lunar dynamo driven by continuous mechanical stirring

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/geologie-1/d/du-nouveau-sur-lorigine-du-champ-magnetique-de-la-lune_34591/

La sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), lancée en juin 2009, continue à prendre des clichés étonnants de la surface de la Lune. Cette image à haute résolution montre le flanc extérieur du cratère Lichtenberg B, situé dans le nord de l'Océan des Tempêtes. On y voit ce qui ressemble à une coulée de lave. Or, Lichtenberg B (5km de diamètre) est un cratère d'impact et non un volcan.

Cette coulée de 30m de large aujourd'hui figée a bien été produite par des roches fondues mais ce sont celles qui ont été chauffées lors de la collision qui a creusé le cratère.

Coulée de matériau fondu sur le cratère lunaire Lichtenberg B. Crédits: Nasa/GSFC/ASU

Le bord du cratère se trouve en haut - on voit le début de son flanc intérieur tout en haut de l'image. La coulée a d'abord creusé la pente. Puis, à mesure qu'elle s'est coulée vers le bas, elle a de moins en moins érodé le sol. A la fin (tout en bas), elle a simplement glissé et apparaît non plus en creux mais en relief.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/8231

Un nouvel échantillon de roche lunaire apporte de l’eau au moulin de ceux qui pensent que la Lune possédait autrefois son propre champ magnétique généré par effet dynamo. Surtout, une roche lunaire rapportée sur Terre par Apollo 11 indiquerait que cette dynamo était encore active 800 millions d’années après la formation de la Lune, une longévité qui bousculerait ce que l'on pensait jusqu'à présent.

La Lune a-t-elle un jour généré son propre champ magnétique ? La question est débattue depuis un certain temps. On a tout de même trouvé des traces de champs magnétiques fossilisés dans les roches lunaires rapportées par les missions Apollo et des champs magnétiques rémanents ont été mesurés depuis l’espace, comme la sonde Clementine l’a montré. Une précédente analyse d’un échantillon de roche lunaire avait indiqué qu’il devait y avoir un champ magnétique important et stable à la surface de la Lune il y a 4,2 milliards d’années. Le problème est qu’en raison de la petite taille de la Lune, elle ne devait pas avoir suffisamment de réserves d’énergie, que ce soit sous forme d’éléments radioactifs ou de chaleur d’accrétion résiduelle, pour avoir pu garder un noyau convectif produisant le champ magnétique mesuré. On sait que sur Terre, il en est tout autrement et que la dynamo autoexcitatrice, dont on explore le fonctionnement en laboratoire au moyen de l’expérience VKS, est toujours active.

Une coupe de l'échantillon de roche lunaire 10.020 rapporté par Apollo 11. L'observation est faite avec un microscope à lumière polarisée, ce qui donne les couleurs particulières aux minéraux de la roche. © Nasa

Un groupe de chercheurs vient pourtant d’apporter une nouvelle pièce au débat en publiant dans Science un article portant sur l’analyse d’un basalte lunaire. Récoltée sur la surface de la Lune par Neil Armstrong et Buzz Aldrin, que l'on a pu voir récemment aux commandes du LHC, à l’occasion de la mission Apollo 11, la roche lunaire porte le numéro 10.020 dans les archives de la Nasa.

Une dynamo entretenue par des forces de marée ?
Les cosmochimistes ont daté l’échantillon 10.020 grâce à la méthode du potassium-argon. L’âge de la roche récoltée sur le bord sud-ouest de la Mer de la Tranquillité a été estimé à environ 3,7 milliards d’années, c'est-à-dire après la fin du fameux Grand Bombardement Tardif. Or, les chercheurs ont mesuré aussi la présence d’un champ magnétique rémanent. Se posait alors la question de savoir si ce champ était le reste d’une magnétosphère propre à la Lune ou bien le reste d’un champ magnétique transitoire généré bien après la formation de la roche, à l’occasion d’un impact de météorite. Ce champ se serait figé dans le basalte si sa température a préalablement augmenté transitoirement elle aussi.

Une vue de l'échantillon de roche lunaire 10.020 collecté par Neil Armstrong et Buzz Aldrin. © Nasa

Pour éliminer cette possibilité, il suffisait de réaliser de nouvelles mesures portant sur les isotopes de potassium-argon, utilisables en tant que thermochronomètres. Ces mesures ont révélé que seule la lumière du Soleil avait pu chauffer 10.020 depuis sa cristallisation il y a 3,7 milliards d’années. Il semble donc bien qu’un champ magnétique important, généré par effet dynamo, existait encore sur la Lune 800 millions d’années après sa formation. Ce qui pose le problème de la source d’énergie responsable de l’entretien de mouvements de convection turbulents dans le petit noyau métallique de la Lune de cette époque. Notre planète pourrait en être la cause puisque son satellite en était alors plus proche et la Terre a pu chauffer le noyau lunaire par le jeu des forces de marée.

* A Long-Lived Lunar Core Dynamo

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/le-champ-magnetique-lunaire-aurait-dure-au-moins-800-millions-dannees_36400/

Une vidéo réalisée à partir des données scientifiques accumulées depuis le début de la conquête spatiale résume l'évolution de notre satellite naturel. Les informations acquises ces dernières années par la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), ont permis de préciser le scénario de cette évolution qui commence voici 4,3 milliards d'années, juste après que la Lune se soit formée.

Du magma aux paysages pétrifiés
Les origines de la Lune étant encore débattues - à lire dans le prochain Ciel&Espace, en kiosques fin mars, la vidéo ne commence qu'une fois le corps formé. Après une période de refroidissement, la Lune a été percutée par un gros bolide qui a creusé la dépression South Pole Aïtken. C'était il y a 4,3 milliards d'années.

La formation des grands bassins lunaires. Crédit: Nasa/GSFC/ASU

La Lune subit ensuite le Grand Bombardement Tardif (LHB, Late Heavy Bombardment), une averse de gros astéroïdes qui dure de -4,1 à -3,8 milliards d'années. Ces impacts forment les grands bassins de la face visible. De -3,8 à -1 milliard d'années, ces bassins se remplissent de lave qui remonte de l'intérieur de la Lune. Les bassins d'impact se transforment en mers lunaires.

Par la suite, les derniers impacts importants creusent les cratères aujourd'hui observés à la surface de la Lune. Les plus récents d'entre eux sont Copernic, Tycho et Aristarque. Ils ont été créés voici moins d'un milliards d'années et les rayons blancs de leurs éjectas sont encore visibles.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/8715