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Une nouvelle analyse isotopique des roches de la lune de l'époque Apollo montre que l'eau emprisonnée à l'intérieur de celles-ci provenait probablement de notre planète. Image via Wikimedia Commons / Gregory H. Revera
En septembre 2009, après des décennies de spéculation, des traces d'eau à la surface de la Lune ont été découvertes pour la première fois. Chandrayaan-1, une sonde lunaire lancée par l'agence spatiale indienne, avait créé une carte détaillée des minéraux composant la surface de la Lune et des analystes ont déterminé que, à plusieurs endroits, les caractéristiques des roches lunaires indiquaient qu'elles portaient autant de 600 millions de mètres métriques. tonnes d'eau.
Dans les années qui ont suivi, nous avons constaté de nouvelles traces d’eau à la surface et à l’intérieur de la Lune, enfermées dans les pores des roches et peut-être même figées dans des plaques de glace. Tout cela a enthousiasmé les amateurs d’exploration de l’espace, car la présence d’eau gelée pourrait un jour rendre beaucoup plus réaliste l’habitation humaine permanente de la Lune.
Pour les scientifiques planétaires, cependant, cela soulève une question épineuse: comment l'eau est-elle arrivée sur la Lune en premier lieu?
Un nouvel article publié aujourd'hui dans Science suggère que, aussi improbable que cela puisse paraître, l'eau de la Lune provient de la même source que l'eau qui sort du robinet lorsque vous ouvrez un robinet. Tout comme de nombreux scientifiques pensent que la totalité de l'eau disponible sur la Terre a d'abord été acheminée via des météorites contenant de l'eau qui ont traversé la ceinture d'astéroïdes il y a des milliards d'années, une nouvelle analyse des roches volcaniques lunaires ramenées au cours des missions Apollo indique que l'eau de la Lune a ses racines dans ces mêmes météorites. Mais il y a une différence: avant d'atteindre la Lune, cette eau lunaire était la première sur Terre.
Un gros plan d'une inclusion de fonte à l'intérieur de roches lunaires. Ces inclusions révèlent des indices sur la teneur en eau emprisonnée dans la Lune. Image via John Armstrong, Laboratoire de géophysique, Carnegie Institution of Washington
L’équipe de recherche, dirigée par Alberto Saal de l’Université Brown, a analysé la composition isotopique de l’hydrogène présent dans l’eau à l’aide de minuscules bulles de verre volcanique (lave en surfusion) ainsi que les inclusions de matière fondue (blobs de matière fondue emprisonnée dans un magma à refroidissement lent qui s'est ensuite solidifié). comme dans l’illustration ci-dessus. Plus précisément, ils ont examiné le rapport entre les isotopes de deutérium (atomes d'hydrogène «lourds» contenant un neutron ajouté) et les atomes d'hydrogène normaux.
Auparavant, les scientifiques ont découvert que, dans l’eau, ce rapport varie en fonction de la position initiale des molécules d’eau dans le système solaire. En effet, l’eau dont la source est plus proche du Soleil contient moins de deutérium que l’eau formée plus loin. L'eau emprisonnée dans le verre lunaire et les inclusions de matière fondue présentait des niveaux de deutérium similaires à ceux d'une classe de météorites appelées chondrites carbonées, qui, selon les scientifiques, sont les restes les plus inaltérés de la nébuleuse à partir de laquelle le système solaire s'est formé. Les chondrites carbonées qui tombent sur Terre proviennent de la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter.
Des niveaux plus élevés de deutérium auraient suggéré que les comètes ont été les premières à amener de l'eau sur la Lune - comme le pensent de nombreux scientifiques - car les comètes proviennent en grande partie de la ceinture de Kuiper et du nuage d'Oort, régions éloignées bien au-delà de Neptune où le deutérium est plus abondant. Mais si l'eau dans ces échantillons représente l'eau lunaire dans son ensemble, les résultats indiquent que l'eau provenait d'une source beaucoup plus proche, en fait de la même source que l'eau sur Terre.
L’explication la plus simple de cette similarité serait un scénario dans lequel, lorsqu’une collision massive entre une jeune Terre et une proto-planète de la taille de Mars a formé la Lune, il y a 4, 5 milliards d’années, une partie de l’eau liquide de notre planète a été préservée. vaporisation et transféré avec le matériau solide qui deviendrait la Lune.
Notre compréhension actuelle des impacts massifs, cependant, ne permet pas cette possibilité: la chaleur qui, selon nous, serait générée par une collision aussi énorme aurait théoriquement pour effet de vaporiser toute l'eau lunaire et de l'envoyer dans l'espace sous forme gazeuse. Mais il existe quelques autres scénarios qui pourraient expliquer comment l'eau a été transférée de notre proto-Terre vers la Lune sous d'autres formes.
Les chercheurs spéculent que l'une des possibilités est que la première Lune ait emprunté un peu l'atmosphère de la Terre à haute température dès l'instant où elle s'est formée, de sorte que toute eau emprisonnée dans la composition chimique des roches de la Terre avant l'impact se serait vaporisée avec la roche. dans cette atmosphère partagée après l'impact; cette vapeur aurait ensuite fusionné pour former une goutte lunaire solide, liant l’eau à la composition chimique du matériau lunaire. Une autre possibilité est que la partie rocheuse de la Terre ait été lancée pour former la Lune, qui a retenu les molécules d’eau contenues dans sa composition chimique. Celles-ci ont ensuite été libérées à la suite d’un chauffage radioactif à l’intérieur de la Lune.
Les preuves tirées de missions lunaires récentes suggèrent que les roches lunaires - et pas seulement les cratères aux pôles - contiennent effectivement des quantités d’eau substantielles, et cette nouvelle analyse suggère que l’eau provenait de la Terre. Les résultats forceront donc les scientifiques à repenser les modèles de formation de la Lune, étant donné qu’elle ne s’est manifestement pas complètement asséchée.
