Des scientifiques ont découvert un point chaud sur la face cachée de la Lune

Les scientifiques ont révélé que les roches sous un ancien volcan de l’autre côté de la lune restent étonnamment chaudes, en utilisant les données des engins spatiaux chinois en orbite.

Ils indiquent une grande dalle de granit qui s’est solidifiée à partir de magma dans la plomberie géologique sous ce qu’on appelle le complexe volcanique de Compton-Belkovichi.

« Je dirais que nous mettons le clou dans le cercueil de cette caractéristique vraiment volcanique », a déclaré Matthew Siegler, un scientifique de l’institut des sciences planétaires basé à Tucson, en Arizona, qui a dirigé la recherche. « Mais ce qui est intéressant, c’est que c’est une caractéristique volcanique semblable à la Terre. »

Les résultats publiés la semaine dernière Dans la revue Nature, il a aidé à expliquer ce qui s’est passé il y a longtemps sous une étrange partie de la lune. L’étude met également en évidence le potentiel scientifique des données collectées par le programme spatial chinois et la façon dont les chercheurs aux États-Unis doivent contourner les obstacles à l’utilisation de ces données.

Dans cette étude, le Dr Siegler et ses collègues ont analysé les données des instruments à micro-ondes sur Chang’e-1, lancé en 2007, et Chang’e-2, lancé en 2010, deux engins spatiaux chinois qui ne sont plus opérationnels. Étant donné que la collaboration directe entre la NASA et la Chine est actuellement interdite par le Congrès et que la recherche a été financée par une subvention de la NASA, le Dr Siegler n’a pas pu travailler avec les scientifiques et les ingénieurs qui ont collecté les données.

« C’était une limitation », a-t-il dit, « en ce sens que nous ne pouvions pas appeler les ingénieurs qui ont construit l’appareil en Chine et dire : ‘Hé, comment devrions-nous interpréter ces données ?' » « Ce serait vraiment bien si nous travaillions tout le temps là-dessus avec des scientifiques chinois. Mais nous ne sommes pas autorisés à le faire. Mais heureusement, ils ont rendu publiques certaines de leurs bases de données. »

Il a pu s’appuyer sur l’expertise d’un universitaire chinois, Jianqing Feng, qui avait rencontré le Dr Siegler lors d’une conférence. Le Dr Feng travaillait sur le projet d’exploration lunaire à l’Académie chinoise des sciences.

« J’ai réalisé que la combinaison des données d’exploration lunaire de différents pays approfondirait notre compréhension de la géologie lunaire et conduirait à des résultats passionnants », a déclaré le Dr Feng dans un e-mail. « Alors, j’ai quitté mon emploi en Chine, j’ai déménagé aux États-Unis et j’ai rejoint l’Institut des sciences planétaires. »

Les deux orbiteurs chinois avaient des instruments à micro-ondes, communs sur de nombreux satellites météorologiques en orbite terrestre mais rares sur les engins spatiaux interplanétaires.

Ainsi, les données de Chang’e-1 et Chang’e-2 ont fourni une vue différente de la Lune, mesurant le flux de chaleur jusqu’à 15 pieds sous la surface – et se révélant idéales pour enquêter sur l’étrangeté de Compton-Pelkovitch.

Visuellement, la zone semble banale. (Il n’a même pas de nom propre ; la désignation avec trait d’union provient de deux cratères d’impact à proximité, Compton et Belkowitz.) Pourtant, la région fascine les scientifiques depuis quelques décennies.

À la fin des années 1990, David Lawrence, alors scientifique au Laboratoire national de Los Alamos, travaillait sur des données recueillies par la mission Lunar Prospector de la NASA et a noté Une tache lumineuse de rayons gamma Prise de vue depuis ce site de l’autre côté de la Lune. L’énergie des rayons gamma, la forme de lumière la plus énergétique, correspond au thorium, qui est un élément radioactif.

« C’était l’un de ces endroits étranges qui se démarquait comme un pouce endolori en termes d’abondance de thorium », a déclaré le Dr Lawrence, un scientifique planétaire maintenant au Johns Hopkins Applied Physics Laboratory dans le Maryland. « Je suis un physicien. Je ne suis pas un expert de la géologie de la lune. Mais même en tant que physicien, j’ai vu cela bien en évidence et j’ai dit : ‘Eh bien, c’est quelque chose qui mérite une étude plus approfondie.' »

Les découvertes suivantes ont eu lieu après l’arrivée du Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA en 2009. Bradley L. Jolliffe, professeur de sciences de la Terre et des planètes à l’Université St. Louis de Washington, a dirigé une équipe J’ai regardé ces photos haute résolution de Compton Belkowitz.

Le Dr Jolliffe a déclaré que ce qu’ils avaient vu « ressemblait étrangement à une caldeira », faisant référence aux restes du bord d’un volcan. « Si vous considérez que ces caractéristiques ont des milliards d’années, elles sont remarquablement bien conservées. »

Analyse plus récente menée par Catherine ShirleyMaintenant à l’Université d’Oxford en Angleterre, le volcan est estimé à 3,5 milliards d’années.

Étant donné que le sol lunaire agit comme un bon isolant, réduisant les changements de température entre le jour et la nuit, les émissions de micro-ondes reflètent en grande partie le flux de chaleur de l’intérieur de la lune. « Il suffit de marcher environ deux mètres sous la surface pour ne plus voir la chaleur du soleil », a déclaré le Dr Siegler.

À Compton-Belkovitch, le flux de chaleur atteignait 180 milliwatts par mètre carré, soit environ 20 fois les hauteurs moyennes de l’autre côté de la lune. Cette échelle correspond à une température inférieure à 10 degrés Fahrenheit à environ six pieds sous la surface, soit environ 90 degrés de plus que partout ailleurs.

« Cela ressortait, car il faisait chaud par rapport à n’importe où ailleurs sur la lune », a déclaré le Dr Siegler.

Pour produire autant de chaleur et de rayons gamma de thorium, le Dr Siegler, le Dr Feng et d’autres chercheurs ont conclu que le granit, qui contient des éléments radioactifs tels que le thorium, était la source la plus probable et qu’il devait y en avoir beaucoup.

« Il semble identifier spécifiquement le type de matériau qui se trouve en dessous », a déclaré le Dr Lawrence, qui était l’un des critiques de l’article de Nature.

« C’est en quelque sorte la pointe de l’iceberg », a-t-il déclaré à propos des émissions de rayons gamma d’origine. « Ce que vous voyez à Compton-Belkovich est une sorte d’expression superficielle de quelque chose de beaucoup plus grand en dessous. »

Les volcans sont visibles ailleurs sur la Lune. Les plaines de lave solidifiées – mare ou mers de basalte – couvrent de vastes zones de la surface, principalement du côté proche. Mais Compton-Bilkovitch est différent, semblable à certains des volcans de la Terre, comme le mont Fidji et le mont St. Helens, qui crachent une lave plus visqueuse.

Le granit est rare ailleurs dans le système solaire. Sur Terre, le granit se forme dans les régions volcaniques où la croûte océanique est poussée sous un continent par la tectonique des plaques, les forces géologiques qui poussent autour de certaines parties de la croûte extérieure de la Terre. L’eau est également un composant majeur du granit.

Mais la Lune est principalement sèche et manque de tectonique des plaques. Les roches lunaires rapportées par les astronautes de la NASA il y a plus de 50 ans ne contiennent que quelques grains de granit. Mais les données des orbiteurs chinois indiquent une formation granitique de plus de 30 miles de large sous Compton-Belkovitch.

« Maintenant, nous avons besoin de géologues pour comprendre comment vous pouvez produire ce genre de caractéristiques sur la Lune sans eau, sans tectonique des plaques », a déclaré le Dr Siegler.

Le Dr Jolliffe, qui n’était pas impliqué dans la recherche, a déclaré que l’article était une « très belle nouvelle contribution ». Il a dit qu’il espérait que la NASA ou une autre agence spatiale enverrait un vaisseau spatial à Compton-Belkovitch pour effectuer des mesures sismiques et minéralogiques.

Une telle mission pourrait aider à tester des idées sur la façon dont le volcan s’y est formé en premier lieu. Une hypothèse est qu’un panache de matière chaude s’est élevé du manteau sous la croûte, tout comme il le fait sous les îles hawaïennes.

Quant au Dr Feng, son visa actuel qui lui permet de travailler aux États-Unis expirera bientôt. Il postule pour un nouveau, naviguant dans sa carrière scientifique au milieu des querelles géopolitiques entre les États-Unis et la Chine.

« Nous commençons maintenant à étudier d’autres systèmes granitiques possibles sur la Lune », a-t-il déclaré. « De plus, nous allons étendre nos modèles pour explorer les lunes glacées de Jupiter. Donc, j’essaie de rester aux États-Unis le plus longtemps possible. »