Il y a environ 4,3 milliards d’années, alors que notre système solaire en était encore à ses balbutiements, un astéroïde géant s’est écrasé sur la face cachée de la Lune, faisant exploser un énorme cratère appelé bassin Pôle Sud-Aitken. Cette caractéristique d’impact est le plus grand cratère de la Lune, s’étendant sur plus de 1 200 milles du nord au sud et 1 000 milles d’est en ouest. La forme oblongue du bassin est le résultat d’un coup d’œil plutôt que d’un impact frontal. Renversant l’idée reçue selon laquelle le bassin a été formé par un astéroïde venant du sud, la nouvelle étude révèle que la forme du bassin se rétrécit vers le sud, indiquant plutôt un impact venant du nord.
« L’extrémité inférieure du bassin devrait être recouverte d’une épaisse couche de matériau excavé de l’intérieur de la Lune par l’impact, alors que l’extrémité supérieure ne devrait pas être recouverte », a déclaré le Dr Jeffrey Andrews-Hanna, planétologue à l’Université de l’Arizona.
« Cela signifie que les missions Artemis atterriront sur le bord inférieur du bassin – le meilleur endroit pour étudier le bassin d’impact le plus grand et le plus ancien de la Lune, où la plupart des éjectas, des matériaux provenant des profondeurs de l’intérieur de la Lune, devraient être entassés. »
On a longtemps pensé que la Lune primitive avait fondu à cause de l’énergie libérée lors de sa formation, créant ainsi un océan de magma recouvrant toute la Lune.
À mesure que cet océan de magma se cristallisait, les minéraux lourds coulaient pour former le manteau lunaire, tandis que les minéraux légers flottaient pour former la croûte.
Cependant, certains éléments ont été exclus du manteau solide et de la croûte et se sont concentrés dans les liquides finaux de l’océan magmatique.
Ces éléments « restants » comprenaient le potassium, les éléments des terres rares et le phosphore, collectivement appelés KREEP.
Selon le Dr Andrews-Hanna et ses collègues, ces éléments se sont révélés particulièrement abondants sur la face visible de la Lune.
« Si vous avez déjà laissé une canette de soda au congélateur, vous avez peut-être remarqué qu’à mesure que l’eau devient solide, le sirop de maïs à haute teneur en fructose résiste au gel jusqu’à la toute fin et se concentre plutôt dans les derniers morceaux de liquide », a déclaré le Dr Andrews-Hanna.
« Nous pensons que quelque chose de similaire s’est produit sur la Lune avec KREEP. »
« En se refroidissant sur plusieurs millions d’années, l’océan magmatique s’est progressivement solidifié en croûte et en manteau. »
« Et finalement, vous arrivez à ce point où il ne vous reste plus qu’un tout petit peu de liquide pris en sandwich entre le manteau et la croûte, et c’est ce matériau riche en KREEP. »
« Tous les matériaux riches en KREEP et les éléments producteurs de chaleur se sont concentrés d’une manière ou d’une autre sur la face la plus proche de la Lune, provoquant son réchauffement et conduisant à un volcanisme intense qui a formé les plaines volcaniques sombres qui donnent la vue familière de la face de la Lune depuis la Terre. »
« Cependant, la raison pour laquelle le matériau riche en KREEP s’est retrouvé sur la face visible, et comment ce matériau a évolué au fil du temps, reste un mystère. »
« La croûte de la Lune est beaucoup plus épaisse sur sa face cachée que sur sa face proche face à la Terre, une asymétrie qui laisse encore les scientifiques perplexes. »
« Cette asymétrie a affecté tous les aspects de l’évolution de la Lune, y compris les dernières étapes de l’océan magmatique. »
« Notre théorie est qu’à mesure que la croûte s’épaississait sur la face cachée, l’océan de magma en dessous était expulsé vers les côtés, comme du dentifrice extrait d’un tube, jusqu’à ce que la majeure partie se retrouve sur la face proche. »
La nouvelle étude du bassin Pôle Sud-Aitken a révélé une asymétrie frappante et inattendue autour du bassin qui soutient exactement ce scénario : la couverture d’éjectas sur son côté ouest est riche en thorium radioactif, mais pas sur son flanc est.
Ceci suggère que l’entaille laissée par l’impact a créé une fenêtre à travers la peau de la Lune juste à la limite séparant la croûte reposant sur les derniers restes de l’océan magmatique enrichi en KREEP de la croûte « régulière ».
« 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 magmatique », a déclaré le Dr Andrews-Hanna.
« Les dernières lies de l’océan de magma lunaire se sont retrouvées du côté le plus proche, là où nous voyons les plus fortes concentrations d’éléments radioactifs. »
« Mais à une époque antérieure, une couche mince et inégale de l’océan magmatique aurait existé sous certaines parties de la face cachée, expliquant les éjectas radioactifs d’un côté du bassin Pôle Sud-Aitken. »
L’étude paraît dans la revue Nature.
