Lorsque les astronautes atterrissent près du pôle Sud de la Lune dans le cadre du programme Artemis de la NASA dans quelques années, ils se retrouveront probablement dans un trésor inattendu d'indices qui pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre comment le seul satellite naturel de la Terre est devenu. C'est selon une nouvelle étude dirigée par Jeffrey Andrews-Hanna, un scientifique planétaire de l'Université de l'Arizona.
Publié dans la revue Naturele document fournit également un instantané du passé tumultueux de la lune qui pourrait aider à expliquer les puzzles de longue date, tels que la raison pour laquelle le côté éloigné du cratère de la Lune est si considérablement différent de son côté lisse proche, qui a fourni la toile de fond pour les débarquements d'Apollo Moon dans les années 1960 et 1970.
Il y a environ 4,3 milliards d'années, lorsque le système solaire était encore à ses balbutiements, un astéroïde géant a claqué de l'autre côté de la lune, faisant exploser un énorme cratère appelé le bassin du pôle sud, ou spa.
Cette caractéristique d'impact est le plus grand cratère de la lune, couvrant plus de 1 200 milles au nord au sud et à 1 000 miles à l'est à l'ouest. La forme oblongue du bassin est le résultat d'un coup de regard plutôt qu'un impact frontal.
En comparant la forme du spa à d'autres bassins d'impact géants à travers le système solaire, Andrews-Hanna et son équipe ont constaté que ces caractéristiques deviennent plus étroites dans la direction à la baisse, avec une forme ressemblant à une larme ou à un avocat.
Faire une sagesse conventionnelle en bouleversement que Spa a été formé par un astéroïde provenant d'une direction sud, la nouvelle analyse révèle que la forme de Spa se rétrécit vers le sud, indiquant un impact venant du nord à la place. L'extrémité inférieure du bassin doit être couverte par une épaisse couche de matériau excavée de l'intérieur lunaire par l'impact, tandis que la fin opposée ne devrait pas, a expliqué Andrews-Hanna.
« Cela signifie que les missions d'Artemis atterriront sur le bord à la baisse du bassin – le meilleur endroit pour étudier le plus grand et le plus ancien bassin d'impact sur la lune, où la plupart de l'éjecta, matériau au plus profond de l'intérieur de la lune, devrait être empilé, devrait être empilé, devrait être empilé, devrait être empilé, » Il a dit.
Dans l'article, le groupe présente des preuves supplémentaires soutenant un impact vers le sud à partir des analyses de la topographie, de l'épaisseur de la croûte et de la composition de surface. De plus, les résultats offrent de nouveaux indices sur la structure intérieure de la lune et son évolution dans le temps, selon les auteurs.
On a longtemps pensé que la première lune a été fondu par l'énergie libérée pendant sa formation, créant un océan magma couvrant toute la lune. Alors que cet océan magma a cristallisé, les minéraux lourds ont coulé pour faire le manteau lunaire, tandis que les minéraux légers flottaient pour faire la croûte. Cependant, certains éléments ont été exclus du manteau solide et de la croûte et se sont plutôt concentrés dans les liquides finaux de l'océan magma.
Ceux « restes » Les éléments comprenaient du potassium, des éléments de terres rares et du phosphore, collectivement appelés « Kreep « – La première lettre de l'acronyme reflétant le symbole de Potassium dans le tableau périodique des éléments, « K. » Selon Andrews-Hanna, ces éléments se sont révélés particulièrement abondants du côté proche de la lune.
« Si vous avez déjà laissé une boîte de soude dans le congélateur, vous avez peut-être remarqué que lorsque l'eau devient solide, le sirop de maïs à forte fructose résiste à la congélation jusqu'à la fin et se concentre plutôt dans les derniers morceaux de liquide, » Il a dit. « Nous pensons que quelque chose de similaire s'est produit sur la lune avec Kreep. »
Alors qu'il se refroidissait sur plusieurs millions d'années, l'océan magma s'est progressivement solidifié en croûte et manteau. « Et finalement, vous arrivez à ce point où vous avez juste ce petit peu de liquide gauche en sandwich entre le manteau et la croûte, et c'est ce matériau riche en Kreep, » Il a dit.
« Tous les éléments du matériau riche en Kreep et de la chaleur se sont concentrés en quelque sorte sur le côté proche de la Lune, ce qui le fait chauffer et conduisant à un volcanisme intense qui formait les plaines volcaniques sombres qui font la vue familière de la « face '' de la lune de la terre, » Selon Andrews-Hanna.
Cependant, la raison pour laquelle le matériau riche en Kreep s'est retrouvé sur le côté proche, et comment ce matériel a évolué au fil du temps a été un mystère.
La croûte de la lune est beaucoup plus épaisse de son côté éloigné que de son côté proche de la Terre, une asymétrie qui a des scientifiques perplexes à ce jour. Cette asymétrie a affecté tous les aspects de l'évolution de la Lune, y compris les dernières étapes de l'océan Magma, a déclaré Andrews-Hanna.
« Notre théorie est que lorsque la croûte s'épaississait de l'autre côté, l'océan Magma en dessous a été serré sur les côtés, comme le dentifrice qui était sorti d'un tube, jusqu'à ce que la majeure partie se retrouve sur le côté proche, » Il a dit.
La nouvelle étude du cratère d'impact de spa a révélé une asymétrie frappante et inattendue autour du bassin qui soutient exactement ce scénario: la couverture éjecta du côté ouest est riche en thorium radioactif, mais pas sur son flanc oriental.
Cela suggère que l'entrée gauche par l'impact a créé une fenêtre à travers la peau de la lune à droite à la frontière séparant la croûte sous-tend par les derniers vestiges de l'océan magma enrichi Kreep de la « régulier » croûte.
« Notre étude montre que la distribution et la composition de ces matériaux correspondent aux prédictions que nous obtenons en modélisant les dernières étapes de l'évolution de l'océan Magma, » A déclaré Andrews-Hanna.
« La dernière lie de l'océan Magma lunaire s'est retrouvée du côté proche, où nous voyons les concentrations les plus élevées d'éléments radioactifs. Mais à une époque plus tôt, une couche mince et inégale d'océan Magma aurait existé sous des parties du côté éloigné, expliquant l'éjecta radioactif d'un côté du bassin d'impact du spa. »
De nombreux mystères entourant la première histoire de la Lune restent, et une fois que les astronautes ramènent des échantillons sur terre, les chercheurs espèrent trouver plus de pièces au puzzle.
Les données de télédétection recueillies par des vaisseaux spatiaux en orbite comme ceux utilisés pour cette étude offrent aux chercheurs une idée de base de la composition de la surface de la Lune, selon Andrews-Hanna. Le thorium, un élément important dans le matériau riche en Kreep, est facile à repérer, mais obtenir une analyse plus détaillée de la composition est un ascenseur plus lourd.
« Ces échantillons seront analysés par des scientifiques du monde entier, y compris ici à l'Université de l'Arizona, où nous avons des installations de pointe qui sont spécialement conçues pour ces types d'analyses, » Il a dit.
« Avec Artemis, nous aurons des échantillons à étudier ici sur terre, et nous saurons exactement ce qu'ils sont, » Il a dit. « Notre étude montre que ces échantillons peuvent en révéler encore plus sur l'évolution précoce de la lune que ce qui avait été pensé. »
