Espace

Les météorites font jaillir l’eau des profondeurs de la Lune

Des explorations conduites par la NASA permettent de mieux comprendre le passé géologique de la Lune. Un réservoir d’eau ancienne serait situé sous sa surface, dont une partie du contenu est expulsée à chaque impact de météorite

A chaque impact de météorite, un peu d’eau venue du sous-sol de la Lune est expulsée. C’est ce que montre une étude de la NASA qui bouleverse les connaissances sur l’origine de l’eau sur le satellite.

C’est en analysant les données récoltées par le spectromètre de masse de LADEE, un orbiteur qui explore l’atmosphère lunaire, que Mehdi Benna et son équipe ont fait une découverte surprenante, publiée le 15 avril dans Nature. Ce planétologue de la NASA a mesuré en détail la présence de molécules d’eau dans l’exosphère de la Lune, et il a établi que ces molécules étaient beaucoup plus nombreuses à certains moments. Des pics bien identifiables qui ne peuvent vouloir dire qu’une chose: «Notre étude est la première à observer de l’eau expulsée de la surface lunaire par un impact de météorite», explique-t-il.

Corrélation entre deux mesures

En effet, LADEE a d’abord scanné l’exosphère de la Lune en période d’inactivité, ce qui donne une base de calcul pour connaître sa composition en temps normal. Au cours de ses huit mois de mission entre 2013 et 2014, le spectromètre de masse à bord de l’orbiteur a identifié 743 moments où l’eau était beaucoup plus présente. Les auteurs de l’étude ont alors comparé ces pics aux données concernant les impacts de météorites, et les deux graphiques correspondent parfaitement.

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Corrélation ne veut pas forcément dire causalité, mais la coïncidence serait beaucoup trop forte, d’autant plus qu’en analysant les données davantage dans le détail, ils ont établi que pendant les périodes où la Lune était frappée par des météores plus gros ou plus nombreux, la quantité d’eau dans son exosphère augmentait d’autant plus.

8 centimètres sous la surface

La présence d’eau sur l’astre était soupçonnée depuis les années 1960 et a été confirmée avec certitude dans les années 1970: plusieurs centaines de millions de tonnes d’eau sous forme solide ont été repérées au niveau des pôles. De plus, la sonde indienne Chandrayaan-1, lancée en 2008, avait également révélé des roches en surface contenant quelques molécules de H2O en faible quantité. Les conclusions de l’époque étaient que l’eau avait été synthétisée par les vents solaires, ou alors avait été déposée là par des météorites contenant quelques molécules. Mais cette dernière étude permet d’apporter de nouvelles informations.

Les scientifiques ont été surpris en constatant l’importante quantité d’eau présente, bien au-delà des précédentes observations

Tout d’abord, le fait qu’elle soit expulsée lors des impacts de météorites prouve qu’il y a de l’eau relativement peu profondément sous la surface, environ 8 centimètres. Chaque météorite capable de percer une fine couche de roche sèche expulse de l’eau. «Ça reste hypothétique, précise Mehdi Benna, mais nous pensons que les molécules d’H2O englobent des grains de roche, des régolithes.»

Un réservoir d’eau ancienne

Et puis surtout, les scientifiques ont été surpris en constatant l’importante quantité d’eau présente, bien au-delà des précédentes observations. Ils évaluent que chaque année, 200 tonnes d’eau sont expulsées de la Lune, ce qui permet d’éliminer quelques hypothèses sur son origine: «LADEE a détecté 100 fois plus d’eau que ce qui est contenu en général dans les météorites, donc elle ne peut pas arriver de cette manière. L’autre piste, celle des vents solaires, ne correspond pas non plus aux observations, les quantités sont bien trop importantes.»

Il y aurait donc sous la surface de la Lune un réservoir d’eau ancienne, une hypothèse qui permet aux auteurs de l’étude d’imaginer tout un cycle de l’eau sur la Lune: en plus des quelques molécules déposées à la surface, il existerait des roches plus profondes hydratées par d’autres molécules enfouies depuis longtemps. Le tout étant éjecté lors de l’impact d’une météorite, ce qui explique les importantes quantités.

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D’après Mehdi Benna, ce réservoir s’est probablement constitué dans les premiers milliers d’années de l’histoire du satellite. «Soit les molécules étaient présentes parmi les éléments volatils en suspens, et tout s’est retrouvé piégé lorsque les roches se sont agglutinées, jusqu’à former la Lune. Soit, alors qu’elle n’était pas encore totalement formée, la Lune a subi un bombardement de comètes riches en eau. Dans tous les cas, les molécules se sont retrouvées sous la surface et il faudra d’autres études pour en savoir plus.»

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