Une Lune rouillée ?

Une Lune rouillée ?

Les données d’un instrument de la sonde indienne Chandrayaan-1 indiquent l’existence de minéraux ferreux oxydés sur la Lune. L’oxygène nécessaire pourrait venir de l’atmosphère de notre planète amené sur place par la magnétosphère terrestre.

Les découvertes scientifiques les plus étonnantes ne viennent pas forcément des instruments les plus récemment envoyés dans l’espace. Les archives des mesures acquises par des missions précédentes recèlent parfois des trésors qui attendent qu’on les «décortique» avec une nouvelle approche. C’est ainsi que Shuai Li de l’université d’Hawaï a trouvé des indices en faveur de la présence de rouille sur la Lune.

La Lune rouille à cause de la Terre

En 2008-2009, la sonde Chandrayaan-1 marque la première mission d’exploration de l’ISRO, l’agence spatiale de l’Inde. De type orbiteur, elle tourne autour de la Lune et renvoie des données pendant presque 10 mois du 4 novembre 2008 au 29 août 2009, date de la perte de tout contact radio.
Cette mission s’est donc achevée voici un peu plus de 10 ans, mais, comme pour bien d’autres, les mesures de ses instruments font toujours l’objet de travaux de la part de scientifiques. C’est ainsi qu’en scrutant les données du Moon Mineralogy Mapper, un instrument américain embarqué sur Chandrayaan-1, Shuai Li de l’université d’Hawaï y a vu la signature de l’hématite, un oxyde de fer, essentiellement aux pôles lunaires.

La sonde indienne Chandrayaan-1 a scruté la Lune depuis l’orbite en 2008-2009 (illustration). Crédit : ISRO

La sonde indienne Chandrayaan-1 a scruté la Lune depuis l’orbite en 2008-2009 (illustration).
Crédit : ISRO

La Lune est certes connue pour héberger des minéraux ferreux. À cela, il faut rajouter de l’eau et de l’oxygène. Toutefois, ces deux «ingrédients» manquent à l’appel sur la Lune. En examinant les données, on remarque que l’hématite est plus présente sur la face visible, le côté de notre satellite naturel constamment orienté vers la Terre. Le modèle proposé par Shuai Li  est le suivant. En raison de l’action des vents solaires, le champ magnétique terrestre (magnétosphère) est très allongé dans la direction opposée à notre étoile. L’oxygène de l’atmosphère est ainsi transporté loin derrière notre planète et lorsque la Lune passe dans la queue de cette magnétosphère (autour de la période de pleine Lune), elle en reçoit. De plus, notre satellite naturel est alors partiellement protégé du flux d’hydrogène venu du Soleil qui s’opposerait à une oxydation.

Cartographie de la Lune par l’instrument Moon Mineralogy Mapper de la sonde Chandrayaan-1. La couleur bleue (surtout aux pôles) est liée à la signature de l’eau et d’hydroxyle (en petites quantités). Le vert traduit la réfection par la surface de l’infrarouge issu du Soleil. Le rouge provient de la présence de pyroxène, un minéral contenant du fer. Crédit : ISRO/NASA/JPL-Caltech/Brown Univ./USGS

Cartographie de la Lune par l’instrument Moon Mineralogy Mapper de la sonde Chandrayaan-1. La couleur bleue (surtout aux pôles) est liée à la signature de l’eau et d’hydroxyle (en petites quantités). Le vert traduit la réfection par la surface de l’infrarouge issu du Soleil. Le rouge provient de la présence de pyroxène, un minéral contenant du fer.
Crédit : ISRO/NASA/JPL-Caltech/Brown Univ./USGS

Qu’en est-il du troisième ingrédient nécessaire après le fer et l’oxygène, l’eau ? On sait que l’eau est présente sous forme de glace dans le sous-sol de notre satellite naturel, à l’abri au sein de zones perpétuellement à l’ombre de certains cratères qu’on rencontre aux pôles lunaires.

Une rouille ancienne ou récente ?

Mais l’hématite a aussi été détectée par l’instrument Moon Mineralogy Mapper de Chandrayaan-1 en dehors des endroits où il y a de la glace d’eau. La solution fait appel à l’eau adsorbée (avec un «d», différent de absorbé) sur la Lune où des molécules d’eau sont faiblement «fixées» à la poussière en surface. Ensuite, le transport de cette poussière à l’occasion de petits impacts météoritiques amènerait l’eau et expliquerait la présence de rouille dans les zones dépourvues du précieux liquide sous forme de glace.
Revenons à l’oxygène venu de la Terre et penchons-nous sur l’importance de la distance qui nous sépare de notre voisine céleste. La mesure précise de la distance Terre-Lune grâce aux réflecteurs laser laissés là-haut par les missions Apollo et des engins automatiques soviétiques a montré que notre satellite naturel s’éloigne de presque 4 cm par an.

Un réflecteur laser apporté sur la Lune par les astronautes d’Apollo 14. Crédit : NASA

Un réflecteur laser apporté sur la Lune par les astronautes d’Apollo 14.
Crédit : NASA

La Lune était donc plus proche il y a quelques milliards d’années, peu après sa formation. La rouille constatée aujourd’hui s’est-elle ainsi essentiellement formée dans un passé lointain lorsque la distance Terre-Lune était moindre, ou le processus continue-t-il de façon significative aujourd’hui ? De plus, de l’hématite en plus faible quantité a aussi été détectée sur la face cachée, là où l’oxygène venu de la Terre n’est pas censé arriver. Bref, cette histoire de rouille lunaire, ancienne ou récente, ou les deux, est encore loin de connaître son chapitre définitif.