L’épicentre de l’un des tremblements de lune les plus puissants enregistrés par l’expérience sismique passive Apollo était situé dans la région polaire sud lunaire. Cependant, l’emplacement exact de l’épicentre n’a pas pu être déterminé avec précision. Un nuage d’emplacements possibles (points magenta et polygone bleu clair) du fort séisme de lune peu profond utilisant un algorithme de relocalisation spécifiquement adapté aux réseaux sismiques très clairsemés est distribué près du pôle. Les cases bleues montrent les emplacements des régions d’atterrissage proposées pour Artemis III. Les escarpements lobés des failles de chevauchement sont représentés par de petites lignes rouges. Le nuage d’emplacements d’épicentres englobe un certain nombre d’escarpements lobés et de nombreuses régions d’atterrissage d’Artemis III. Crédit : NASA/LROC/ASU/Smithsonian Institution
Un nouveau document identifie les sites d’atterrissage potentiels pour la mission Artemis qui sont particulièrement vulnérables aux tremblements de terre et aux glissements de terrain.
La lune terrestre a rétréci de plus de 150 pieds de circonférence à mesure que son noyau se refroidissait progressivement au cours des dernières centaines de millions d’années. De la même manière qu’un raisin se plisse lorsqu’il se réduit à un raisin sec, la lune développe également des plis lorsqu’elle se rétrécit. Mais contrairement à la peau flexible d’un raisin, la surface de la lune est fragile, provoquant la formation de failles là où les sections de croûte se poussent les unes contre les autres.
Tremblements de lune et exploration humaine
Une équipe de scientifiques a découvert des preuves que ce rétrécissement continu de la Lune entraînait une déformation notable de la surface dans sa région polaire sud, y compris dans les zones qui NASA proposé pour les atterrissages avec équipage d’Artemis III. Étant donné que la formation de failles provoquée par le rétrécissement de la lune s’accompagne souvent d’une activité sismique telle que des tremblements de lune, les emplacements à proximité ou à l’intérieur de ces zones de failles pourraient présenter des dangers pour les futurs efforts d’exploration humaine.
Dans un nouvel article publié dans le Journal des sciences planétaires, l’équipe a lié un groupe de failles situées dans la région polaire sud de la Lune à l’un des tremblements de lune les plus puissants enregistrés par les sismomètres Apollo il y a plus de 50 ans. En utilisant des modèles pour simuler la stabilité des pentes de surface dans la région, l’équipe a découvert que certaines zones étaient particulièrement vulnérables aux glissements de terrain dus aux secousses sismiques.
Mosaïque de la Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC), Narrow Angle Camera (NAC) de l’amas d’escarpements lobés de Wiechert (flèches pointant vers la gauche) près du pôle sud lunaire. Un escarpement de faille de chevauchement a traversé un cratère dégradé d’environ 1 kilomètre (0,6 mile) de diamètre (flèche pointant vers la droite). Crédit : NASA/LRO/LROC/ASU/Smithsonian Institution
La nature et les risques des tremblements de lune
« Notre modélisation suggère que des tremblements de lune peu profonds capables de produire de fortes secousses du sol dans la région polaire sud sont possibles à partir d’événements de glissement sur des failles existantes ou de la formation de nouvelles failles de chevauchement », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Thomas R. Watters, scientifique émérite principal à le Centre d’études terrestres et planétaires du Musée national de l’air et de l’espace. « La répartition mondiale des jeunes failles de poussée, leur potentiel d’activité et la possibilité de former de nouvelles failles de poussée à partir d’une contraction mondiale en cours devraient être prises en compte lors de la planification de l’emplacement et de la stabilité des avant-postes permanents sur la Lune. »
Des tremblements de lune peu profonds se produisent près de la surface de la lune, à seulement une centaine de kilomètres de profondeur dans la croûte. Semblables aux tremblements de terre, les tremblements de terre superficiels sont provoqués par des failles à l’intérieur de la Lune et peuvent être suffisamment puissants pour endommager des bâtiments, des équipements et d’autres structures construites par l’homme. Mais contrairement aux tremblements de terre, qui ont tendance à ne durer que quelques secondes ou quelques minutes, les tremblements de lune peu profonds peuvent durer des heures, voire un après-midi entier, comme le tremblement de lune de magnitude 5 enregistré par le réseau sismique passif Apollo dans les années 1970, que l’équipe de recherche a connecté à un réseau sismique passif. groupe de failles détectées plus récemment par le Lunar Reconnaissance Orbiter.
Mouvement du sol simulé généré par un tremblement de lune peu profond localisé près du pôle Sud lunaire. Des secousses du sol fortes à modérées sont prévues à une distance d’au moins environ 40 km de la source. Crédit : Nicholas Schmerr, Université du Maryland
Selon Nicholas Schmerr, co-auteur de l’article et professeur agrégé de géologie à l’Université du Maryland, cela signifie que des tremblements de lune peu profonds peuvent dévaster d’hypothétiques établissements humains sur la Lune.
« Vous pouvez imaginer la surface de la Lune comme étant constituée de gravier et de poussière secs et broyés. Au cours de milliards d’années, la surface a été frappée par des astéroïdes et des comètes, les fragments angulaires qui en résultent étant constamment éjectés lors des impacts », a expliqué Schmerr. « En conséquence, le matériau de surface retravaillé peut être de la taille d’un micron à la taille d’un rocher, mais le tout est très peu consolidé. Les sédiments meubles rendent très possibles les secousses et les glissements de terrain.
Les chercheurs continuent de cartographier la Lune et son activité sismique, dans l’espoir d’identifier davantage d’endroits susceptibles d’être dangereux pour l’exploration humaine. Les missions Artemis de la NASA, qui devraient lancer leur premier vol en équipage fin 2024, espèrent à terme établir une présence à long terme sur la Lune et éventuellement apprendre à vivre et à travailler sur un autre monde grâce à des observatoires, des avant-postes et des colonies basés sur la Lune.
Préparation des missions Artemis
« Alors que nous nous rapprochons de la date de lancement de la mission Artemis avec équipage, il est important de maintenir nos astronautes, nos équipements et nos infrastructures aussi sûrs que possible », a déclaré Schmerr. « Ce travail nous aide à nous préparer à ce qui nous attend sur la Lune, qu’il s’agisse de structures d’ingénierie capables de mieux résister à l’activité sismique lunaire ou de protéger les personnes des zones vraiment dangereuses. »
L’article de l’équipe a été publié dans Journal des sciences planétaires le 25 janvier 2024.
Cette recherche a été soutenue par la mission Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA et le programme NASA SSERVI GEODES (prix n° 80NSSC19M0216). Cet article ne reflète pas nécessairement les opinions de cette organisation.
