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
La contraction de la Lune provoque des escarpements de failles et des tremblements de lune au pôle sud, ce qui présente des risques pour les avant-postes lunaires.
Les résultats d’un article récemment publié dirigé par Thomas R. Watters, scientifique émérite du Smithsonian, révèlent que la région polaire sud de la Lune terrestre a subi les effets du rétrécissement de la Lune. La contraction globale de la Lune a provoqué de jeunes escarpements de failles de chevauchement lobées à proximité et dans certaines régions NASA a proposé l’alunissage avec équipage Artemis III.
L’article intitulé « Tectonique et sismicité de la région polaire sud lunaire », publié récemment dans le Journal des sciences planétaires, associe l’un des tremblements de lune les plus puissants enregistrés par les sismomètres Apollo à un jeune escarpement de faille de chevauchement polaire, et présente de nouveaux modèles sur la force des secousses provoquées par sa formation. Les modèles de stabilité des surfaces en pente dans la région polaire sud lunaire suggèrent que certaines zones sont vulnérables aux glissements de terrain dus aux secousses sismiques régionales. La possibilité de fortes secousses sismiques devrait être prise en compte dans les plans de localisation et de construction d’avant-postes lunaires permanents.
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
Contraction et formation de failles de la croûte lunaire
La caméra Lunar Reconnaissance Orbiter à bord du Lunar Reconnaissance Orbiter a détecté des milliers de jeunes failles de chevauchement relativement petites, largement réparties dans la croûte lunaire. Les escarpements sont des reliefs ressemblant à des falaises qui ressemblent à de petits escaliers sur la surface lunaire. Ils se forment là où les forces de contraction brisent la croûte et la poussent ou la poussent d’un côté de la faille vers le haut et par-dessus l’autre côté. La contraction est causée par le refroidissement de l’intérieur encore chaud de la Lune et par les forces de marée exercées par la Terre, entraînant un rétrécissement global.
La formation des failles s’accompagne d’une activité sismique sous forme de tremblements de lune à faible profondeur. De tels tremblements de lune peu profonds ont été enregistrés par le réseau sismique passif Apollo, une série de sismomètres déployés par les astronautes d’Apollo il y a plus de 50 ans. Les tremblements de lune superficiels les plus forts enregistrés avaient un épicentre dans la région polaire sud.
Un jeune escarpement de faille de chevauchement, situé dans la région candidate d’atterrissage de Gerlache Rim 2 Artemis III, est modélisé et montre que la formation de cet escarpement de faille aurait pu être associée à un séisme de lune de la magnitude enregistrée (magnitude équivalente de Richter d’environ 5).
L’image montre les zones prévues d’instabilité des pentes de surface dans la région polaire sud. Les modèles concernent un glissement de terrain régolithique d’un mètre d’épaisseur (environ 3,3 pieds). Les points bleus sont les zones avec les pentes les moins instables, les points verts sont les pentes modérément instables et les points rouges sont les pentes les plus instables. Image centrée sur le cratère Shackleton et le pôle sud lunaire. Les emplacements des régions d’atterrissage proposées pour Artemis III sont indiqués par les cases bleues. Le modèle prédit que de grandes parties des parois intérieures du cratère Shackleton sont suspectées de glissements de terrain (en médaillon), ainsi que des parties des parois intérieures du cratère dans la région d’atterrissage de Nobile Rim 1. Crédit : NASA/LROC/ASU/Smithsonian Institution
Implications pour les colonies lunaires
La modélisation de la stabilité des pentes de surface dans la région polaire sud lunaire indique que certaines zones sont sensibles aux glissements de terrain de régolithes (roches meubles) dus à des secousses sismiques même légères, y compris les zones situées dans certaines régions ombragées en permanence.
« 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 Watters, scientifique émérite principal au Centre du Musée national de l’air et de l’espace. pour les études terrestres et planétaires.
« 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. »
Pour en savoir plus sur cette étude :
- La Lune rétrécit, provoquant des glissements de terrain et des secousses sismiques
- Percer les mystères des tremblements de lune
Watters est co-enquêteur sur la Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (Mark S. Robinson, Arizona State University, est le chercheur principal). Cette recherche a été financée par la mission Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, lancée le 18 juin 2009. Le Lunar Reconnaissance Orbiter est géré par le Goddard Space Flight Center de la NASA pour la Direction des missions scientifiques au siège de la NASA à Washington, DC.
