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Des échantillons de roche lunaire chinoise Chang’e-5 révèlent l’activité volcanique récente de la lune

Programme d’exploration lunaire chinois, également connu sous le nom de Projet Chang’e (du nom de la déesse chinoise de la lune Chang’e), a été lancé en 2007 avec un orbiteur lunaire appelé Chang’e-1. Missions ultérieures A atterri sur la lune Le Chang’e-5, qui a été lancé en novembre 2020, a renvoyé avec succès des échantillons de roche lunaire sur Terre.

Chang’e-5 a atterri à Oceanus Procellarum (océan des tempêtes) le 1er décembre, a collecté 61 onces de basalte lunaire et est revenu sur Terre un peu plus de deux semaines plus tard. Enfin, le temps de trajet aller-retour était inférieur à 23 jours. C’est impressionnant sur un voyage de près d’un demi-million de kilomètres. Après le retour de la Terre, les échantillons ont été étudiés pour déterminer leur composition et leur âge. Les résultats ont été Publié dans la revue Science.

Le site d’atterrissage a été choisi précisément parce que les observations orbitales indiquaient une géologie relativement récente. L’estimation de l’âge géologique des régions lunaires et d’autres corps célestes est complexe et implique plus qu’un peu de conjectures. L’examen des échantillons renvoyés par Chang’e-5 permet de limiter certaines de ces variables et nous donne une image plus précise de l’évolution de la lune.

Détermination de l’âge de l’activité géologique sur Lune Dans d’autres endroits, cela dépend principalement de la répartition des cratères d’impact. Sur Terre, il y a relativement peu de cratères d’impact pour plusieurs raisons. Premièrement, l’atmosphère terrestre empêche la majorité des influences d’atteindre la surface. Deuxièmement, la Terre reste géologiquement active, de sorte que les sites d’impact très anciens sont recyclés par l’érosion et l’activité tectonique. Sur des objets comme la Lune, les sites de collision ont tendance à rester, ce qui en fait une bonne mesure de l’âge. Le raisonnement est le suivant : moins il y a de cratères d’impact dans une zone donnée, plus ils ont été géologiquement actifs récemment.

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Concernant la Lune, nous avons l’avantage des retours d’échantillons, principalement issus des missions Apollo, pour contraindre l’âge de certaines régions par datation radioactive. Une meilleure compréhension de l’âge des différentes régions, par rapport à leur répartition des cratères d’impact, nous donne un meilleur modèle pour comprendre les âges d’autres emplacements du système solaire.

Ces échantillons des missions Apollo datent de l’activité volcanique active sur la Lune il y a environ 3 milliards d’années, et les estimations pour Oceanus Procellarum allaient de 1,2 à 3,2 milliards d’années, ce qui signifie que nos modèles d’âge géologique ont une très grande marge d’erreur.

L’analyse des échantillons de Chang’e-5 a validé les soupçons de l’équipe selon lesquels les régions étaient géologiquement plus petites que les autres régions plus cratérisées de la lune. Une équipe internationale de chercheurs, dont Alexander Nemchin du Centre de Pékin pour la sonde micro-ionique à haute résolution, a travaillé sur l’analyse pour déterminer leur âge exact.

“Nous avons utilisé des techniques développées pour d’autres échantillons de la Terre et d’extraterrestres. Ils incluent des capteurs ioniques, des instruments conçus pour analyser les isotopes dans de minuscules taches de 10 à 20 microns à la surface d’un échantillon”, a déclaré Nemchin à SYFY WIRE. “Il est important de noter que cela confirme que la Lune est active depuis bien plus longtemps qu’on ne le pensait. La Lune est un petit corps, et notre attente générale est que toute activité interne devrait disparaître très rapidement. De nouvelles données suggèrent que ce n’est peut-être pas le cas. Maintenant, nous devons trouver exactement qui est responsable de cette apparente activité prolongée.

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L’âge mesuré des échantillons varie de 1,96 à 2,01 milliards d’années. Il est possible, en raison de sa taille – seulement 3 à 4 millimètres – qu’il ne représente pas la zone dans son ensemble. S’ils le sont, ces découvertes repoussent l’histoire de l’activité volcanique un milliard d’années plus tard que précédemment mesuré. Une explication possible des flux de magma étendus est liée aux fortes concentrations de potassium, de thorium et d’uranium trouvées dans les roches. La nature radiative de ces éléments peut fournir une source de chaleur supplémentaire, ce qui contribue à une augmentation de l’activité thermique. Bien qu’il puisse y avoir d’autres facteurs contributifs, notamment les forces de marée, qui étaient plus fortes lorsque la Lune était plus jeune et plus proche de la Terre.

Il y a encore beaucoup à apprendre sur l’histoire de la lune et des autres corps célestes, et chaque nouveau spécimen apporte une pièce supplémentaire au puzzle. Chang’e-6, qui était initialement prévu comme mission de secours pour le Chang’e-5, est également un échantillon de retour important dont le lancement est prévu en 2024 et fournira des échantillons supplémentaires qui pourraient clarifier certaines des questions restantes.

Il est bon de savoir que même notre plus proche voisin céleste a encore beaucoup à nous apprendre.

Delphine Perrault

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