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Manteaux lunaire et terrestre pourraient être aussi riches en eau !

ActualitéClassé sous :Astronomie , spectrométrie de masse à ionisation secondaire , Secondary ion mass spectrometry

On savait que de l'eau est présente dans le manteau lunaire mais on ne savait pas vraiment en quelle quantité. Un groupe de chercheurs vient de mieux l'évaluer grâce aux échantillons du fameux « sol orange » rapportés sur Terre par la mission Apollo 17. Selon les cosmochimistes, il y en aurait autant que dans le manteau terrestre, du moins à certains endroits.

Un échantillon de sol orange lunaire examiné au microscope. © Saal lab/Brown University

C'est une découverte qui pourrait conduire à revoir quelque peu le scénario de la formation de la Lune. En effet, si notre satellite s'est effectivement formé par accrétion des produits éjectés par la collision entre la jeune Terre et Théia, il ne devrait pas contenir beaucoup d'eau. Or, déjà en 2008 dans une publication du journal Nature, Alberto Saal avait montré avec des collègues qu'il en existe bel et bien dans le manteau lunaire. Prudent à l'époque, et parce qu'il ne disposait pas des données nécessaires, il n'avait pas donné d'estimation précise de la quantité d'eau présente dans le manteau.

Cela vient de changer avec un article qu'il a publié, dans Science cette fois-ci, avec des collègues. Il a fallu pour cela découvrir des inclusions vitreuses. Il s'agit de petites gouttelettes de magma piégées dans un minéral et qui constituent un outil puissant pour quantifier l'abondance d'eau dans les magmas aux stades prééruptifs.

Le « sol orange » découvert par le géologue Harrison Schmitt lors de la mission Apollo 17 non loin du site d'alunissage de Taurus-Littrow. L'objet en forme de tripode est un gnomon associé à une charte photométrique qui sert de référence pour interpréter les couleurs de l'image. © Nasa

De telles inclusions, dix au total, on été découvertes en examinant des milliers de grains riches en oxyde de titane, trouvés par Thomas Weinreich (un doctorant de l'Université Brown) dans des échantillons du fameux « sol orange » de la mission Apollo 17. Les géologues lunaires pensent qu'il s'agit des restes d'une éruption explosive avec des fontaines de laves, s'étant produite il y a 3,64 milliards d'années.

En utilisant la technique de spectrométrie de masse à ionisation secondaire grâce à une nanosonde ionique NanoSIMS 50L, du genre de celle installée au California Institute of Technology (et qui a été employée pour analyser les grains de la météorite d’Orgueil), les chercheurs ont trouvé que certaines inclusions étaient cent fois plus riches en eau qu'on ne l'imaginait !


Plusieurs extraits vidéo montrent la découverte du « sol orange » par Harrison Schmitt lors de la mission Apollo 17. © Apollo Lunar Surface Journal (Nasa)/YouTube

Un problème pour la théorie de la formation de la Lune

Ainsi, les inclusions vitreuses lunaires contiennent de 615 à 1.410 ppm d'eau, et des quantités élevées de fluor (50 à 78 ppm), de soufre (612 à 877 ppm) et de chlore (1,5 à 3,0 ppm). Ces contenus en éléments volatiles sont très semblables à ceux des basaltes des rides médio-océaniques et indiquent donc que certaines parties de l'intérieur de la Lune contiennent autant d'eau que le manteau supérieur de la Terre.

Cette découverte n'est pas simplement un problème potentiel pour la théorie standard de la formation de la Lune (en effet, si tout le manteau supérieur était aussi riche en eau que celui de la Terre, cela cadrerait mal avec les hautes températures initiales du matériau résultant de la collision entre Théia et la Terre dans cette théorie). Il se pourrait que l'eau trouvée près des pôles lunaires provienne en réalité du dégazage du manteau lunaire.

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