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De la glace sur la Lune ?

Dossier - On a marché sur la Lune : les secrets de Tintin
DossierClassé sous :physique , Astronomie , BD

Roland Lehoucq, astrophysicien et passionné de science-fiction, propose de vulgariser la science sans renoncer à la rigueur scientifique. Il analyse la BD « On a marché sur la Lune » par la prisme des réalités physiques de notre monde.

  
DossiersOn a marché sur la Lune : les secrets de Tintin
 

L'exploration audacieuse d'une grotte lunaire par Tintin et Haddock est certainement l'un des hauts faits de la mission, car ils y découvrent des stalactites, des stalagmites et de la glace ! Est-ce bien raisonnable ?

Laboratoire de recherches. © Nasa, DP

Comme l'explique le professeur Tournesol, il n'y a pas une goutte d'eau liquide sur la Lune et la présence de concrétions calcaires est donc bien improbable... Quant à la glace, c'est une autre affaire ! S'il n'y a pas d'eau liquide sur la Lune, c'est qu'elle ne pourrait y rester bien longtemps. En effet, quand la pression diminue, la température d'ébullition diminue elle aussi. En l'absence d'atmosphère, la pression à la surface de la Lune est quasiment nulle et la chaleur du jour solaire est largement suffisante pour évaporer la moindre flaque en un rien de temps.

Sur cette vignette, Tintin explique que les stalactites et stalagmites prouvent la présence d'eau sur la Lune... © Hergé, Casterman

Exposée au Soleil, la glace subirait le même sort. En revanche, dans des régions abritées de la lumière solaire, comme une grotte, elle pourrait subsister un peu plus longtemps. La température y est quasiment constante, cette stabilité étant la conséquence de l'inertie thermique et de l'isolation des roches. Dans une cavité lunaire, la température atteindrait -18 °C. Mais même à cette température la glace se sublime très vite dans le vide : les couches de glace qui ont été découvertes par Tintin auraient dû disparaître en quelques dizaines d'années.

Clementine détecte des indices de glace !

La cause semblait entendue quand, en 1994, la sonde américaine Clementine détecta des indices de la présence de glace dans les régions polaires. Cette observation surprenante pouvait cependant s'expliquer car, dans les régions polaires de la Lune, le Soleil est toujours très bas sur l'horizon. Une muraille de cratère, même peu élevée, peut alors maintenir une zone étendue dans une ombre permanente. La température s'abaisse en dessous de -200 °C et la glace peut subsister plusieurs milliards d'années avant de se sublimer.

La sonde Clementine a détecté des indices de la présence de glace dans les régions polaires ! Voici une carte topographique de la Lune par cette sonde américaine. © Nasa

Les observations de Clementine furent cependant contestées. Quatre ans plus tard, la sonde Lunar Prospector détecta de grandes quantités d'hydrogène autour des pôles. Si cet hydrogène est effectivement associé à de l'oxygène dans des molécules d'eau (ce qui semble probable), la masse de glace mêlée au sol pourrait atteindre plusieurs centaines de millions de tonnes. Pour tenter de confirmer cette idée de manière définitive, les responsables de Lunar Prospector se sont livrés à une expérience très spectaculaire. Au terme de la mission, ils ont précipité la sonde sur le cratère Mawson, proche du pôle lunaire sud, en espérant pouvoir détecter, depuis la Terre, la vapeur d'eau vaporisée par l'impact. Ils n'y parvinrent pas. Cela dit, la mesure était si difficile que la présence de glace sur la Lune n'a pas pour autant été remise en cause.

La mission Clementine. © Nasa

D'où peut-elle bien venir ? Sans doute des comètes ! Ces « boules de neige sale » proviennent des confins du Système solaire mais peuvent, dans certains cas, s'approcher du Soleil. Ce sont les impacts de comètes sur la Lune - évènements pourtant très rares - qui expliqueraient les observations effectuées aux deux pôles lunaires. Bien sûr, sous la violence du choc, la comète est dans un premier temps volatilisée, mais dans les régions polaires très froides la vapeur d'eau pourrait reformer de la glace en se recondensant. Hergé avait donc (à moitié) raison : il y a bien de la glace sur la Lune, même s'il n'y a jamais eu d'eau liquide !