L'intérieur du mystérieux côté éloigné de la lune peut être plus froid que le côté constamment face à la Terre, suggère une nouvelle analyse d'échantillons de rock co-dirigés par une UCL (University College London) et un chercheur universitaire de Pékin.
L'étude, publiée dans la revue Géoscience de la naturea regardé les fragments de roche et de sol remontés par le spatial Ch China en 2024 à partir d'un vaste cratère de l'autre côté de la lune.
L'équipe de recherche a confirmé les résultats précédents selon lesquels l'échantillon de roche avait environ 2,8 milliards d'années et a analysé la composition chimique de ses minéraux pour estimer qu'il s'est formé à partir de lave profondément à l'intérieur de la Lune à une température d'environ 1 100 degrés C – environ 100 degrés C plus fraîche que les échantillons existants du côté proche.
Le co-auteur, le professeur Yang Li, basé au Département des sciences de la Terre de l'UCL et à l'Université de Pékin, a déclaré: « Le côté proche et le côté éloigné de la lune est très différent à la surface et potentiellement à l'intérieur. Une différence spectaculaire de température entre les échantillons proches et les premiers échantillons du Mantle a été hypothésisé, mais notre étude fournit la première échantillon. »
Le co-auteur M. Xuelin Zhu, un doctorat. L'étudiant à l'Université de Pékin, a déclaré: « Ces résultats nous rapprochent de la compréhension des deux visages de la lune. Ils nous montrent que les différences entre le côté proche et loin sont non seulement à la surface mais vont profondément à l'intérieur. »
Le côté éloigné a une croûte plus épaisse, est plus montagneuse et cratered, et semble avoir été moins volcanique, avec moins de taches sombres de basalte formées à partir de lave ancienne.
Dans leur article, les chercheurs ont noté que le côté éloigné de l'intérieur peut avoir été plus frais en raison de moins d'éléments producteurs de chaleur – des éléments tels que l'uranium, le thorium et le potassium, qui libèrent la chaleur due à la désintégration radioactive.
Des études antérieures ont suggéré que cette distribution inégale d'éléments productrices de chaleur aurait pu se produire après un astéroïde ou un corps planétaire massif brisé de l'autre côté, secouant l'intérieur de la lune et poussant des matériaux plus denses contenant plus d'éléments producteurs de chaleur du côté proche.
D'autres théories sont que la lune pourrait être entrée en collision avec une deuxième lune plus petite au début de son histoire, avec des échantillons proches et éloignés provenant de deux lunets thermiquement différents, ou que le côté proche pourrait être plus chaud en raison du remorqueur de la gravité de la Terre.
Pour la nouvelle étude, l'équipe de recherche a analysé 300 g de sols lunaires attribués à l'Institut de recherche de recherche de Pékin de géologie de l'uranium. Sheng He, le premier auteur de l'Institut, a expliqué: « L'échantillon recueilli par la mission Chang'e 6 est le premier de la partie éloignée de la lune. »
L'équipe a cartographié certaines parties sélectionnées de l'échantillon, constitué en grande partie de grains de basalte, avec une sonde électronique, pour déterminer sa composition.
Les chercheurs ont mesuré de minuscules variations dans les isotopes de plomb en utilisant une sonde ionique pour dater la roche à 2,8 milliards d'années (une technique reposant sur le fait que l'uranium se décompose en plomb à un rythme régulier). Les données ont été traitées à l'aide d'une méthode affinée par le professeur Pieter Vermeesch des sciences de la Terre UCL.
Ils ont ensuite utilisé plusieurs techniques pour estimer la température de l'échantillon tandis que à différents stades de son passé lorsqu'il était au fond de l'intérieur de la Lune.
La première consistait à analyser la composition des minéraux et à les comparer aux simulations informatiques pour estimer à quel point la roche était chaude lorsqu'elle s'est formée (cristallisée). Ceci a été comparé à des estimations similaires pour les roches côtières, avec une différence de 100 degrés C.
La deuxième approche consistait à revenir plus loin dans l'histoire de l'échantillon, en déduisant à partir de sa composition chimique à quel point sa « roche parentale » aurait été chaude (c'est-à-dire avant que la roche parent ne fonde dans le magma et se solidifiée plus tard dans la roche recueillie par Chang'e 6), en comparant cela aux estimations pour des échantillons proches prélevés par les missions Apollo. Ils ont de nouveau trouvé environ une différence de 100 degrés C.
Comme les échantillons retournés sont limités, ils ont travaillé avec une équipe de l'Université de Shandong pour estimer les températures des roches des parents en utilisant les données satellites du site d'atterrissage Chang'e de l'autre côté, en comparant cela avec des données satellites équivalentes du côté proche, trouvant à nouveau une différence (cette période de 70 degrés C).
Sur la lune, des éléments producteurs de chaleur tels que l'uranium, le thorium et le potassium ont tendance à se produire ensemble aux côtés du phosphore et des éléments de terres rares dans un matériau connu sous le nom de « kreep »-riche (l'acronyme dérive du potassium ayant le symbole chimique K, des éléments rare-terrains (REE) et p pour phosphore).
La théorie principale de l'origine de la lune est qu'elle s'est formée à partir de débris créée à partir d'une collision massive entre la Terre et un protoplanet de taille mars, et a commencé entièrement ou principalement en roche fondu (lave ou magma). Ce magma s'est solidifié en refroidissant, mais les éléments de Kreep étaient incompatibles avec les cristaux qui se sont formés et sont donc restés plus longtemps dans le magma.
Les scientifiques s'attendraient à ce que le matériau Kreep soit uniformément réparti à travers la lune. Au lieu de cela, on pense qu'il est groupé dans le manteau côté proche. La distribution de ces éléments peut expliquer pourquoi le côté proche a été plus actif volcaniquement.
Bien que la température actuelle du côté éloigné et proche du manteau de la lune ne soit pas connue de cette étude, tout déséquilibre de température entre les deux côtés persistera probablement très longtemps, la lune se refroidissant très lentement à partir du moment où elle s'est formée à partir d'un impact catastrophique. Cependant, l'équipe de recherche travaille actuellement à obtenir une réponse définitive à cette question.
