Une découverte étrange révèle que la lune rouille, même sans eau liquide ni oxygène

La Lune, notre voisin cosmique le plus proche, et le seul autre corps du système solaire sur lequel les humains ont posé les pieds, nous est assez bien connue. Nous savons qu’il n’y a pratiquement pas d’air. Nous savons qu’il y a de la glace d’eau, mais pas d’eau liquide.

Vous pouvez donc comprendre pourquoi la détection de l’hématite sur la Lune a dérouté les scientifiques, puisque l’hématite est une forme oxydée de fer qui, ici sur Terre, nécessite la présence d’air et d’eau pour se former.

D’autant que la Lune est constamment bombardée par un flux d’hydrogène provenant du vent solaire, un agent réducteur qui «donne» ses électrons aux matériaux avec lesquels il interagit. L’oxydation se produit en raison d’une perte d’électrons – donc même si tous les bons éléments étaient présents pour que l’oxydation se produise, le vent solaire devrait l’annuler.

“C’est très déroutant,” a déclaré le scientifique planétaire Shuai Li de l’Université d’Hawaï à Manoa. “La Lune est un environnement terrible pour la formation d’hématite.”

Carte améliorée de l’hématite au pôle nord lunaire. (Shuai Li)

L’hématite en question a été découverte dans les données recueillies par l’orbiteur Chandrayaan-1 de l’Organisation indienne de recherche spatiale. Le Moon Mineralogy Mapper (M3) conçu par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA utilise l’imagerie hyperspectrale pour effectuer une analyse spectroscopique granulaire, donnant une ventilation détaillée de la composition minérale de la surface de la Lune.

De cette façon, Li et ses collègues ont identifié des dépôts de glace à des latitudes élevées autour des pôles lunaires en 2018. Mais, en examinant les données, Li a remarqué quelque chose d’étrange.

“Lorsque j’ai examiné les données M3 dans les régions polaires, j’ai trouvé que certaines caractéristiques et modèles spectraux étaient différents de ceux que nous voyons aux latitudes inférieures ou des échantillons Apollo”, Li a dit.

«J’étais curieux de savoir s’il est possible qu’il y ait des réactions eau-roches sur la Lune. Après des mois d’enquête, j’ai compris que je voyais la signature de l’hématite.

Ce qui a soulevé une grande question: comment diable en est-il arrivé là? Eh bien, un gros indice pourrait résider dans la façon dont l’hématite est distribuée. Il correspond assez fortement aux traces d’eau préalablement identifiées et liées aux impacts. Les scientifiques pensent que la glace d’eau pourrait être mélangée avec le régolithe lunaire, puis creusée et fondue lors d’événements d’impact.

L’hématite se trouve également principalement du côté de la Lune qui fait toujours face à la Terre. Cela, selon les chercheurs, est vraiment intéressant.

“Plus d’hématite sur la face rapprochée lunaire a suggéré qu’il pourrait être lié à la Terre,” Li a dit.

«Cela m’a rappelé une découverte de la mission japonaise Kaguya selon laquelle l’oxygène de la haute atmosphère terrestre peut être soufflé vers la surface lunaire par le vent solaire lorsque la Lune est dans la magnétotail de la Terre. Ainsi, l’oxygène atmosphérique de la Terre pourrait être le principal oxydant pour produire de l’hématite. “

Pendant la pleine lune, notre satellite est dans la Terre magnétotail, la région arrière de la magnétosphère loin du Soleil. À ces moments-là, plus de 99% du vent solaire est bloqué pour atteindre la Lune, ce qui signifie que l’agent réducteur d’hydrogène embêtant ne participe pas au processus d’oxydation.

Combinez ces trois ingrédients – des quantités infimes d’eau moléculaire, des quantités infimes d’oxygène et une brève fenêtre de temps chaque mois pendant laquelle la rouille peut se former librement – et, en quelques milliards d’années, vous pouvez obtenir de l’hématite sur la Lune.

Cela ne signifie pas pour autant que le mystère est complètement résolu.

“Il est intéressant de noter que l’hématite n’est pas absolument absente de l’autre côté de la Lune où l’oxygène de la Terre n’a peut-être jamais atteint, bien que beaucoup moins d’expositions aient été observées”, Li a dit.

“La petite quantité d’eau observée aux hautes latitudes lunaires peut avoir été substantiellement impliquée dans le processus de formation de l’hématite sur le côté lunaire éloigné, ce qui a des implications importantes pour l’interprétation de l’hématite observée sur certains astéroïdes de type S pauvres en eau.”

Mettre la main sur le minéral lui-même serait vraiment intéressant. Il est possible que les gisements d’hématite sur une gamme d’âges puissent encore conserver des isotopes d’oxygène de différents âges de l’histoire de la Terre, remontant à des milliards d’années. Cela pourrait être vraiment utile pour comprendre l’évolution atmosphérique de notre planète.

Et, bien sûr, ce serait également très instructif pour comprendre l’histoire de la Lune.

“Cette découverte remodèlera nos connaissances sur les régions polaires de la Lune”, a déclaré Li. “La Terre a peut-être joué un rôle important dans l’évolution de la surface de la Lune.”

La recherche a été publiée dans Progrès scientifiques.