Tunnel de lave en Corée du Sud. © tuomaslehtinen, Adobe Stock
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Les tunnels de lave géants sur la Lune et Mars sont les meilleurs endroits pour construire des villes

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[EN VIDÉO] Colonisation spatiale : des abris naturels se cachent sous la surface de Mars et de la Lune  Une récente étude renforce l'idée selon laquelle les tunnels de lave présents sous la surface de Mars et de la Lune constitueraient un excellent abri pour les futurs explorateurs spatiaux. 

Une récente étude renforce l'idée selon laquelle les tunnels de lave présents sous la surface de Mars et de la Lune constitueraient un excellent abri pour les futurs explorateurs spatiaux.

Bien que les surfaces lunaires et martiennes aient déjà été abondamment photographiées et cartographiées, nous savons encore bien peu de choses quant à leur géographie souterraine. Leur volcanisme passé laisse présumer que ceux-ci cacheraient des réseaux de tunnels de lave similaires à ceux présents sur Terre. Cette intuition a été consolidée par la découverte de dépressions dans les mers lunaires - résultats de l'effondrement de telles structures -, puis confirmée par des relevés gravimétriques et radar.

Un voyage à travers les tunnels de lave de Lanzarote, en Espagne © Esa

De gigantesques tunnels souterrains

Les tunnels de lave se forment lorsqu'une coulée volcanique se refroidit assez en surface pour former une croûte solide, tandis que son cœur demeure liquide. Lorsque ce tunnel n'est plus alimenté, il se vide pour former une cavité durable. Sur Terre, les tunnels de laves n'atteignent généralement que quelques mètres de diamètre et s'étendent sur plusieurs kilomètres de distance. Mais il en va tout autrement sur d'autres corps célestes comme Mars, la Lune, ou Vénus, ou ceux-ci peuvent mesurer plusieurs centaines voire milliers de mètres de diamètre et se prolonger sur des dizaines de kilomètres, ainsi que le révèle une nouvelle étude, publiée dans la revue Earth-Science Reviews.

Un puit à ciel ouvert à la surface de la Lune débouchant sur des tunnels de lave. © Nasa, Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC), Science Operations Center (SOC)

Un abri pour les futurs explorateurs

Si personne n'a pour l'instant pour idée de poser le pied sur la brûlante surface vénusienne (environ 465 °C, préparez le ventilateur et les bouteilles d'eau), la Planète rouge et notre satellite naturel, en revanche, font l'objet de plus d'un projet d'exploration humaine. Les dimensions titanesques de ces tunnels de lave, capables de protéger les astronautes et les installations contre les radiations, les tempêtes de sable et les variations extrêmes de température, en font un repère idéal pour les explorateurs de demain. « Les analyses démontrent que, hormis les effondrements provoqués par des impacts ou la tectonique, la plupart des tunnels lunaires pourraient être intacts, faisant de la Lune une destination extraordinaire pour l'exploration souterraine et une possible colonisation des espaces protégés et stables que sont les tunnels de lave », écrivent les chercheurs dans leur étude.

Sysnova, un projet de robot d'exploration des tunnels de lave sous la surface de la Lune. © ESA

Leurs données indiquent également qu'en dépit des dépressions découvertes à la surface de la Lune, le toit des tunnels lunaires étudiés ne présenteraient pas de risque d'effondrement, ce notamment grâce à la faible gravité sur place. « Les tunnels de lave martiens et lunaires sont si gigantesques qu'ils pourraient contenir le cœur d'une ville de taille intermédiaire. Sur la Lune, leur volume peut dépasser un milliard de mètres cube pour plus d'un kilomètre de diamètre, soit la largeur du Central Park à New York, commente Riccardo Pozzobon, co-auteur. Malgré ces dimensions imposantes, ils demeurent stables et la plupart sont encore intacts ».

Pour en savoir plus

Exploration humaine de la Lune : des tubes de lave géants pourraient accueillir une ville

Article de Laurent Sacco, publié le 23 décembre 2016

Avec son faible champ de gravité, la Lune pourrait abriter des tubes de lave larges de plusieurs kilomètres. C'est que prédisaient certains, notamment des chercheurs de l'université de Purdue. Véritables boucliers contre les radiations, ces refuges feraient de bons habitats pour des colons lunaires. La même équipe vient d'annoncer en avoir trouvé dans les collines de Marius, grâce au radar de la sonde japonaise Kaguya. Retour sur cette hypothèse que Futura présentait en décembre dernier.

Déjà en 1969, un groupe de spécialistes en géosciences avait suggéré que plusieurs des crevasses lunaires parfois longues de plusieurs centaines de kilomètres pouvaient être des tunnels de lave effondrés comme ceux que l'on rencontre sur l'île d'Hawaï ou en Islande, et qui sont laissés en place par un fleuve de matière en fusion dont le niveau a baissé lorsque l'éruption lui ayant donné naissance s'est arrêtée. Certaines de ces rainures lunaires avaient plusieurs kilomètres de large. Les calculs de l'époque indiquaient que des tubes de lave ne pouvaient pas être stables au-delà de 400 m de large. Mais les données provenant de l'étude du champ de gravitation de la Lune ainsi que les images plus récentes obtenues par des missions telles que Grail (Gravity Recovery And Interior Laboratory), Selene et LRO suggèrent la présence de tubes de lave stables de tailles kilométriques.

Un groupe de chercheurs de l'université de Purdue, aux États-Unis, vient donc de revisiter le sujet dans un article publié dans le journal Icarus. Ils sont arrivés à la conclusion que des tunnels de lave pouvant atteindre entre un et cinq kilomètres de large pouvaient parfaitement exister sans s'effondrer. Sur Terre, ils ne pourraient avoir que 30 m de large, car la gravité est plus forte.

Ces tubes de lave lunaire, vestiges d'une période où la Lune était volcaniquement bien plus active (elle l'est peut-être encore un peu aujourd'hui), pourraient rester stables alors que leurs plafonds n'auraient que deux mètres d'épaisseur.

La base lunaire de la série Cosmos 1999 est mythique. © aeromovie2

Des cavernes lunaires pour protéger une biosphère des rayons cosmiques

Ces tubes sont très intéressants pour ceux qui rêvent d'établir d'importantes colonies lunaires. Notre satellite n'a ni atmosphère ni magnétosphère protégeant sa surface des rayons cosmiques, notamment lors des tempêtes solaires. Des colons ont donc tout intérêt à vivre sous le sol lunaire pour se protéger de conséquences d'une exposition à long terme à ces radiations. Il a d'ailleurs été proposé d'utiliser le régolithe lunaire pour fabriquer une sorte de béton recouvrant les modules de survie des astronautes. Ces tubes pourraient donc faciliter l'implantation d'une base lunaire permanente, car ils offriraient des protections déjà en place pour le déploiement, par exemple, d'une biosphère en réduction de grande taille (il se poserait néanmoins le problème de l'éclairage des végétaux à faire pousser).

Les calculs montrent qu'un tube de lave de largeur kilométrique et ayant au moins des parois de 40 à 500 m d'épaisseur serait protégé des amplitudes de variation de la température à la surface de la Lune et resterait stable à environ -20 °C. Reste qu'il faudrait probablement trouver de telles structures volcaniques non loin des cratères lunaires situés aux pôles lunaires, là où il y a de bonnes raisons de penser que des gisements de glace d'eau sont présents. Il est possible de fabriquer de l'oxygène à partir de certaines roches lunaires chauffées grâce à l'énergie solaire, mais pour l'eau, c'est une autre histoire. Or, il en faudra pour une population humaine importante se nourrissant à partir d'une biosphère en réduction.

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