Trois minuscules billes de verre microscopiques récupérées à la surface de la Lune révèlent que le passé sauvage du plus grand satellite naturel de la Terre ne remonte en réalité pas à si longtemps.
Selon une nouvelle analyse minutieuse et approfondie du matériel collecté par la mission Chang’e-5 de l’Administration spatiale nationale chinoise, ces minéraux autrefois fondus constituent la preuve d’un volcanisme lunaire qui s’est produit il y a seulement 120 millions d’années.
C’est beaucoup plus tard que ce à quoi nous nous attendons pour voir une telle activité sur la Lune, qui était très active volcaniquement entre 4,4 et Il y a 2 milliards d’annéesAprès cela, on pense que la Lune s’est trop refroidie pour qu’un volcanisme significatif puisse se produire.
Cette découverte révèle que la Lune recèle encore de nombreux secrets – et il nous faudra peut-être y aller pour les découvrir.
« La datation radio-isotopique des trois perles de verre volcanique Chang’e-5 fournit la vérité fondamentale sur le volcanisme vieux de 120 millions d’années sur la Lune », a déclaré à ScienceAlert le géophysicien Yuyang He de l’Institut de géologie et de géophysique de l’Académie chinoise des sciences.
« Il y a un écart d’environ 1,9 milliard d’années entre les éruptions enregistrées sur le site d’atterrissage. La présence d’un volcanisme lunaire aussi jeune implique que de petits corps célestes, comme la Lune, pourraient conserver suffisamment de chaleur pour maintenir leur vitalité interne jusqu’à la toute dernière étape. »
Lorsque l’échantillon de poussière lunaire Chang’e 5 a été livré à la surface de la Terre fin 2020, il est devenu le premier matériau lunaire sur lequel les humains ont pu mettre la main depuis le retour de la dernière sonde Luna de l’Union soviétique en 1976. En utilisant toute une gamme de techniques d’analyse, les scientifiques du monde entier ont étudié en profondeur cette nouvelle sélection de morceaux de Lune pour obtenir de nouvelles perspectives sur la géologie et l’histoire lunaires.
Un élément particulièrement intéressant de l’échantillon est constitué de de minuscules boules de verre. Ils se forment lorsque les minéraux fondent puis durcissent à nouveau en verre dans des conditions intenses. Les particules de verre peuvent incorporer d’autres matériaux lunaires qui peuvent être utilisés pour étudier les conditions dans lesquelles le verre s’est formé, y compris la composition de la roche lunaire qui l’entourait à l’époque.
Dirigée par les géophysiciens Bi-Wen Wang et Qian WL Zhang de l’Académie chinoise des sciences, une équipe de chercheurs a passé au crible environ 3 grammes (0,1 once) de poussière lunaire de Chang’e 5. Dans cette seule petite cuillère à café de matière, ils ont pu isoler environ 3 000 sphérules de verre.
La plupart de ces sphérules étaient le résultat d’impacts de météorites, ce qui fait de chaque grain volcanique une véritable aiguille dans une botte de foin. La Lune est sujette à de nombreux impacts et à une activité volcanique très limitée. Les chercheurs ont donc eu du mal à identifier lesquelles des sphérules – le cas échéant – étaient le produit de ces derniers.
« Tout d’abord, nous avons utilisé des images d’électrons rétrodiffusés pour identifier environ 800 billes de verre sans variations de composition évidentes ni inclusions non digérées, ce qui est une caractéristique de l’impaction », a-t-il expliqué.
« Deuxièmement, nous avons analysé les billes sélectionnées à l’aide d’un microanalyseur à sonde électronique. Seules 13 billes de verre ont des compositions en éléments majeurs similaires à celles des billes de verre volcaniques d’Apollo. Sur la base de la composition en oligo-éléments, six de ces 13 verres ont des corrélations d’abondance d’oxyde de magnésium et de nickel qui suivent la même tendance que les verres volcaniques identifiés dans les échantillons d’Apollo. Toutes les preuves ci-dessus ne sont pas concluantes. »
Finalement, ils ont procédé à une analyse des isotopes du soufre à l’aide de la spectrométrie de masse des ions secondaires. Trois de ces six dernières sphérules présentaient des ratios de soufre incompatibles avec le verre d’impact. Ils ont trouvé un élément clé : il s’agissait du verre volcanique.
Mais alors datation radiométrique Les chercheurs ont révélé l’âge des sphérules : il y a environ 123 millions d’années, à 15 millions d’années près. C’est bien plus récent que la dernière période connue d’activité volcanique de la Lune.
Nous ne savons pas comment cela a pu se produire, car la Lune est depuis longtemps trop froide pour accueillir une activité volcanique, mais un indice pourrait résider dans la composition chimique des trois sphérules. Elles contiennent une forte proportion d’éléments connus sous le nom d’éléments KREEP : potassium, terres rares et phosphore.
Ces abondances élevées de KREEP peuvent être des sources de chauffage radiogénique, c’est-à-dire de chaleur générée par la désintégration radioactive. Ce réchauffement peut être important. Environ la moitié de la chaleur interne de la Terre provient de la désintégration radioactiveSur la Lune, le chauffage radiogénique pourrait, en théorie, produire des poches de volcanisme localisé.
Des recherches plus poussées pourraient révéler s’il y a suffisamment de matière KREEP dans le manteau lunaire pour produire ces poches.
« On ne sait pas exactement comment la Lune a pu rester volcaniquement active à un stade aussi tardif ; à mesure que l’intérieur s’est refroidi et que la lithosphère s’est épaissie, l’activité volcanique serait devenue moins probable », a-t-il déclaré.
« D’où viennent ces perles de verre volcaniques ? Y a-t-il eu une autre activité volcanique entre 2 et 120 millions d’années ? Quel mécanisme en est la cause ? Des recherches plus approfondies sont nécessaires. »
La recherche a été publiée dans Science.
