Vue globale de la Lune créée à partir des images prises par la sonde LRO. © Nasa, GSFC, Arizona State University

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Des tremblements de Lune révèlent qu'elle continue de rétrécir

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Comme l'ont montré les sismomètres posés sur la Lune par les missions Apollo, notre satellite naturel est toujours animé par une activité tectonique. Des chercheurs ont probablement trouvé d'où proviennent plusieurs des séismes peu profonds détectés et quelles sont leurs causes.

Il n'y a pas que sur la Terre que le sol peut trembler. Sur Mars, l'atterrisseur Insight a récemment posé un sismométre pour écouter battre le cœur de la Planète rouge (on en a déjà entendu un). Mais, hormis notre Planète, le premier endroit du Système solaire écouté par des géologues et des planétologues fut, bien sûr, le corps céleste le plus proche de nous : la Lune. Il y a près d'un demi-siècle, en effet, grâce aux quatre sismomètres déposés sur la face visible de notre satellite par les missions Apollo, les chercheurs ont découvert que l'astre s'ébroue régulièrement et pour différentes raisons.

Entre 1969 et 1977, pas moins de 28 séismes peu profonds, de magnitude 2 à 5 sur l'échelle de Richter, furent enregistrés sans que leur origine ne puisse vraiment être établie. S'y ajoutent quelque 11.000 petits tremblements venus des profondeurs, entre 800 et 1.000 kilomètres, et attribués, quant à eux -- c'est ce que suspectent les recherches -- aux effets gravitationnels de la danse de la Lune avec la Terre sur sa structure interne. Et à ceux-là, il faut joindre des séismes provoqués par les chutes des météorites, au rythme d'un par jour en moyenne.

Reconstitution en 3D à partir des images de la sonde LRO du site de la vallée de Taurus-Littrow où court une faille jeune. Apollo 17, la dernière mission lunaire habitée, s’est posée non loin de là et il est probable que les astronautes aient roulé en bordure de cette faille nommée Lee Lincoln. © Nasa, Goddard, SVS, Ernie Wright

La Lune rapetisse

En analysant les données collectées par les sismomètres d'Apollo au prisme d'un algorithme utilisé pour épingler des séismes détectés par des réseaux de stations dispersées sur Terre, Thomas R. Watters, de la Smithsonian Institution, et son équipe ont pu établir des liens entre des tremblements de Lune peu profonds et des failles découvertes en 2010 par la sonde LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter). Des fissures visibles en surface et considérées comme âgées de moins de 50 millions d'années, autrement dit, qui sont jeunes.

Quelle peut en être la cause ? Jusqu'à présent, les scientifiques avaient du mal à le déterminer. Cette fois-ci, cette nouvelle enquête (étude publiée dans Nature Geoscience) montre que huit des 28 séismes identifiés se sont déroulés à moins d'une trentaine de kilomètres de certaines failles, ce qui est en accord avec ce qu'ils attendaient via leurs modélisations. En outre, six d'entre eux se sont produits lorsque la Lune était à son apogée, le moment où elle atteint le point de son orbite le plus éloigné de la Terre et où le stress provoqué par les forces de marée est le plus fort.

Enfin, autres preuves convaincantes versées au dossier : des images en haute résolution de LRO qui témoignent de plusieurs glissements de terrain et éboulements survenus dans l'environnement de failles parmi les 3.500 survolées.

Bref, tout indique que notre satellite a toujours une activité tectonique et qu'elle est en train de rétrécir. Lentement mais sûrement, en se refroidissant. Son visage, soumis à ces contractions, n'a de cesse de se transformer.

Pour en savoir plus

Gare aux tremblements de Lune !

Article de Christophe Olry publié le 20 mars 2006

La NASA envisage d'envoyer prochainement de nouveaux ambassadeurs sur la Lune. D'après Clive R. Neal, professeur de génie civil et de géologie à l'Université de Notre Dame, les astronautes qui fouleront de nouveau le sol lunaire auront à affronter un danger très particulier : les tremblements de Lune !

Si nous souhaitons installer une base durable sur notre satellite, il faudra prendre en compte les tremblements de Lune... (Crédits : NASA)

Quatre types de tremblements de Lune

Clive R. Neal et son équipe de planétologues ont réexaminé les données des missions Apollo 12, 14, 15 et 16, qui avaient vu le dépôt de sismomètres sur la Lune, et leurs conclusions sont édifiantes : « la Lune est le siège d'une activité sismique », a-t-il réaffirmé sans complexe devant un parterre d'experts de la NASA, chargés des programmes d'exploration futurs. Si le phénomène n'est pas nouveau, l'équipe est allée plus loin dans ses conclusions, en déterminant la nature exacte des séismes qui secouent la surface lunaire. Ainsi, il ressort de leur étude quatre types de tremblements de Lune :

  • Les tremblements de Lune profonds, qui ont lieu à 700 kilomètres de la surface, et qui sont probablement dus aux effets de marée ;
  • Les vibrations dues aux impacts des météorites;
  • Les tremblements de Lune « thermiques », conséquences de la dilatation de la croûte, une expansion qui intervient lorsque la surface est illuminée par le Soleil suite à deux semaines de pénombre et de froid mordant ;
  • Les séismes superficiels, qui interviennent entre 20 et 30 kilomètres sous la surface, et dont les causes sont encore mal connues (certains scientifiques supposent qu'ils sont dus aux glissements de terrain à proximité des grands cratères).
Les impacts de météorites : l'une des quatre causes de tremblements de Lune (Crédits : NASA)

Si les trois premiers ne présentent pas de danger immédiat pour les futurs ambassadeurs de la NASA, les séismes superficiels peuvent atteindre une magnitude de 5.5 sur l'échelle de Richter, et, sur Terre, ils seraient susceptibles de lézarder les murs. Entre 1972 et 1977, les sismomètres des missions Apollo en ont enregistré pas moins de 28. Mais la donnée principale concernant ces tremblements de Lune reste leur longueur temporelle : alors que, sur Terre, les séismes ne durent en moyenne que 30 secondes, sur la Lune, ils dépassent allègrement les 10 minutes. Ce qui permet à Neal d'affirmer que « La Lune tinte comme une cloche ».

Tremblements de Terre et tremblements de Lune...

Alors, pourquoi une telle différence entre les tremblements de Terre et les tremblements de Lune ? Le mot clé est l'érosion : « La présence d'eau sur Terre fragilise les roches, et dilate la structure de différents minéraux. Quand l'énergie se propage à travers une telle structure compressible, celle-ci agit comme une éponge et annihile les vibrations. » Aussi, la durée des tremblements de terre ne dépasse jamais les deux minutes, mais la Lune est si sèche, froide et rigide que les séismes qui y interviennent, bien que peu puissants, y résonnent au diapason, et vibrent encore et encore.

Alors, si nous devions installer une base lunaire, devrions-nous avoir recours à des bâtiments anti-sismiques ? A cette question, Neal répond par l'affirmative : « Le moindre habitat devra être constitué de matériaux flexibles », et il va sans dire que « nous devrons déterminer au préalable la résistance de ces matériaux à la fatigue. »

Ainsi, aux yeux de Neal et de son équipe, toute installation future sur un satellite ou une planète devra commencer par l'installation d'un réseau de sismomètres sur l'astre hôte. Alors, si avoir la tête dans la Lune est toujours sans danger, avant de vous y installer définitivement et d'y planter votre tente, prenez garde aux tremblements de Lune !

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