Il y a de l'eau dans la Lune !

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Par Jean-Luc Goudet, Futura-Sciences

Une analyse fine des échantillons lunaires ramenés par les missions Apollo a montré la présence de petites quantités d'eau incluses dans le basalte vitrifié. La thèse de la formation du couple Terre-Lune né d'un formidable impact s'en trouve renforcée.

En utilisant une variante récente de l'analyse par spectrométrie de masse, une équipe américaine a décelé des traces d'eau dans de minuscules grains vitreux d'origine volcanique ramenés de la Lune par les astronautes des missions Apollo 11, 15 et 17. Les résultats, qui viennent d'être publiés dans la revue Nature, apportent des précisions au scénario de la formation de la Lune et démontrent sans ambigüité que de l'eau est bien présente dans les couches profondes de la Lune.

Alberto Saal et son équipe (Department of Geological Sciences, Brown University, Etat de Rhode Island) sont partis à la recherche de produits volatiles (gaz carbonique, eau, fluor, soufre et chlore) inclus dans le basalte lunaire. La technique utilisée est la spectrométrie de masse à ionisation secondaire (Secondary ion mass spectrometry, SIMS). Son principe est de bombarder l'échantillon avec des faisceaux d'ions pour vaporiser le matériau à étudier sous forme d'ions, dits secondaires, dirigés vers un spectromètre de masse classique. On peut ainsi analyser précisément la structure chimique d'une surface et même répéter l'opération pour étudier l'échantillon en profondeur. De conception ancienne, la SIMS a bénéficié de progrès récents.

Cette nouvelle a mis en évidence la présence d'eau – 46 parties par millions (ppm) –, à l'intérieur même du basalte, ce qui exclut une contamination par de l'eau terrestre depuis le retour des échantillons. Les auteurs affirment également que cette eau ne peut provenir d'une pollution par l'hydrogène du vent solaire.

Autant d'eau le manteau lunaire que dans le manteau supérieur de la Terre ?

L'eau était donc bien présente dans les magmas surgis des profondeurs lors d'éruptions volcaniques que l'on date à plus de trois milliards d'années. Selon les auteurs, compte tenu de la quantité d'eau qui se perd dans l'espace au moment où la lave est éjectée, le magma, avant son éruption, devait contenir environ 750 ppm, c'est-à-dire la même teneur que celle des magmas issus du manteau terrestre au niveau des dorsales médio-océanique.

Voilà, si l'on ose dire, de l'eau apportée au moulin de l'hypothèse désormais classique de la formation du couple Terre-Lune. Selon ce scénario, il y a 4,5 milliards d'années, une planète de la taille de Mars aurait percuté la Terre primitive. Après choc, les parties centrales des deux corps se sont mises à tourner l'une autour de l'autre, entourées des débris arrachés, qui ont fini par retomber pour former la Terre et la Lune. L'eau aurait donc déjà été présente dans le manteau supérieur terrestre dès la formation de notre planète, qui en contiendrait autant que le manteau lunaire.

Toutefois, les auteurs se gardent bien de prédire combien la Lune contient d'eau ni, surtout, si notre satellite pourrait porter quelque part de l'eau sous forme de glace. L'hypothèse est avancée depuis longtemps. La sonde franco-américaine Clementine (1994) et Lunar Prospector (1998) avaient détecté la présence d'hydrogène qui pouvait plaider pour la présence de glace dans les cratères polaires éternellement à l'ombre. Mais en 2006, une analyse radar depuis la Terre avait montré que cet hydrogène résiduel n'est pas confiné dans ces cratères obscurs. Il ne peut donc provenir de glace exposée à la surface puisqu'elle se sublimerait aux premiers rayons de soleil. Les deux prochaines missions lunaires de la Nasa, Lunar Reconnaissance Orbiter et Lunar Crater Observation and Sensing Satellite, qui doivent être lancées l'an prochain, étudieront cette question, entre autres expériences.

Mais qu'il y ait de la glace ou non, on sait maintenant qu'il y a de l'eau sur la Lune ou plutôt dans la Lune...

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