Quand on l’observe depuis la Terre, à l’échelle d’une vie humaine, la Lune semble immuable. Mais elle ne l’est pas du tout. Des chercheurs nous apprennent aujourd’hui qu’elle est régulièrement secouée par des impacts d’astéroïdes. De quoi déplacer ses pôles.

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[EN VIDÉO] Comment le pôle sud de la Lune s’est déplacé au fil du temps Les pôles, aussi bien nord que sud, de la Lune n’ont pas toujours été là où ils se trouvent aujourd’hui. Les impacts d’astéroïdes, grands et petits, ont modifié la distribution de masse de la Lune. Et notre satellite s’est rééquilibré en conséquence. Alors même que son axe de rotation continuait de pointer dans la même direction de l’espace. Les pôles de la Lune, eux, se sont déplacés d’environ 300 kilomètres — ou 10 degrés de latitude — en 4,25 milliards d’années. © Nasa Scientific Visualization Studio

En étudiant les caractéristiques des cratères laissés par des impacts d’astéroïdes à la surface de la Lune -- leur composition, leur taille ou même leur distribution --, les astronomesastronomes en ont appris beaucoup sur l'histoire de notre Système solaire tout entier. Cette fois, ils ont voulu aller plus loin. En explorant les effets que ces impacts ont pu avoir sur la LuneLune elle-même.

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La Lune a basculé il y a plus de trois milliards d’années

Une équipe du GSFC (Goddard Space Flight Center) de la Nasa a tout simplement effacé des milliers de cratères. Avec dans l'idée de remonter le fil de 4,25 milliards d'années. Tout cela grâce à des simulations informatiquessimulations informatiques, bien sûr. Et ils ont découvert que notre Lune avait bien été secouée. Dans tous les sens. Sans pour autant que son axe de rotation bouge. Mais les emplacements de ses pôles nord et sud, eux, se sont, légèrement, mais bel et bien déplacés au cours de cette période. De 10° de latitudelatitude. Soit environ 300 kilomètres.

Pour en arriver à cette conclusion, les chercheurs ont travaillé sur quelque 5.200 cratères. Leur diamètre variant entre 20 et 1.200 kilomètres. Ils les ont pointés sur les cartes topographiques établies avec l'altimètre laserlaser de la mission Lunar Orbiter (Lola). Puis, ils ont retrouvé leurs signatures gravitationnelles dans les données de la mission Gravity Recovery and Interior Laboratory (Grail) -- elle a cartographié le champ gravitationnel de la Lune il y a quelques années.

Lorsqu’un astéroïde frappe la surface de la Lune, des dépressions sont créées. Des zones de masses inférieures. Et la Lune a tendance à se réorienter pour amener ces zones vers les pôles. Tout en poussant les zones de masse plus élevées vers l’équateur. C’est un peu ce qui se passe quand un pizzaiolo fait tourner sa pâte dans les airs pour l’étirer. © helen_f, Adobe Stock
Lorsqu’un astéroïde frappe la surface de la Lune, des dépressions sont créées. Des zones de masses inférieures. Et la Lune a tendance à se réorienter pour amener ces zones vers les pôles. Tout en poussant les zones de masse plus élevées vers l’équateur. C’est un peu ce qui se passe quand un pizzaiolo fait tourner sa pâte dans les airs pour l’étirer. © helen_f, Adobe Stock

Quelles conséquences pour l’eau des pôles ?

Enfin, les astronomes ont exécuté des simulations qui ont permis de supprimer ces signatures gravitationnelles une à une. Partant de celles des cratères les plus récents pour arriver à celles des cratères les plus anciens. Ils ont ainsi pu se rendre compte que, contrairement à ce qui était jusqu'alors admis, les petits cratères ont, collectivement, un effet non négligeable sur l'errance polaire. C'est pourquoi les chercheurs de la Nasa souhaitent maintenant aller plus loin. En supprimant plus encore de petits cratères. En éliminant aussi d'autres caractéristiques -- comme les éruptions volcaniqueséruptions volcaniques -- qui auraient pu avoir une influence sur la position des pôles.

Mais pourquoi tant d'efforts ? Parce qu'en savoir plus sur la façon dont les pôles de la Lune ont pu se déplacer pourrait donner des indications sur la manière dont notre satellite a évolué au fil du temps. Et plus encore sur la manière dont ses ressources en eau ont évolué.

Parce que les chercheurs ont trouvé de l'eau gelée dans les régions polaires de la Lune. Mais ils ignorent encore combien il y en a. Si les pôles se sont suffisamment déplacés avec le temps, l'eau gelée a pu se retrouver dans des régions plus chaudes et finir par se sublimer. Par passer de l'état solide directement à l'état gazeuxétat gazeux. Laissant moins de temps pour qu'une eau « nouvelle » s'accumule aux nouveaux pôles. Un scénario qui semble écarté par les travaux des chercheurs de la Nasa qui concluent à une errance polaire trop modérée pour cela. Sur la Lune, l'eau des régions polaires a sans doute bénéficié de conditions stables depuis des milliards d'années.