La
surface de la Lune
L’atmosphère de
la Lune est très ténue, avec seulement quelques traces de gaz rares comme
l’argon, le néon ou l’hélium. La gravité de notre satellite est en effet trop
faible pour retenir une atmosphère significative et le vent solaire a depuis
longtemps balayé les quelques traces résiduelles.
Cette absence
d’atmosphère est responsable d’une très grande amplitude thermique, la
température passant de -170 degrés Celsius sur la face nocturne à 120 degrés
sur la face exposée au Soleil.
Le champ
magnétique de la Lune est très faible et fortement variable suivant la région
considérée. L’analyse des roches lunaires a cependant révélé que la Lune a
connu un champ plus fort à une époque où son noyau de fer était liquide et en
rotation. Ce champ a cependant presque entièrement disparu car le noyau s’est
finalement refroidit et solidifié.
Les cratères
La surface de la
Lune nous est bien connue aujourd’hui. Les sondes en orbite l’ont cartographiée
de façon très précise et une analyse détaillé de ses roches a été effectuée,
soit sur place par quelques sondes, soit sur Terre grâce aux échantillons
retournés.
Les deux éléments
qui caractérisent la surface lunaire sont la présence d’une multitude de
cratères de toutes tailles et celle d’immenses étendues sombres, appelées les
mers lunaires.
L’astronaute et
géologue Harrison Schmitt lors de la mission Apollo 17 en 1972. Crédit : NASA
Depuis la Terre,
plusieurs dizaines de milliers de cratères d’un diamètre supérieur au kilomètre
sont visibles. Les sondes ont quant à elles révélé des millions de cratères de
plus petite taille.
L’origine des
cratères a très longtemps suscité un débat entre adeptes d’une origine
volcanique et partisans d’une origine météoritique, mais c’est finalement cette
dernière option qui a été retenue dans la majorité des cas.
Des cratères de
toutes tailles sont présents car aucune atmosphère n’empêche les petites
météorites d’atteindre le sol. De plus, la surface lunaire n’est soumise ni à
l’érosion, ni à la tectonique des
plaques, et ces cratères ont donc des milliards d’années devant eux.
Les mers
L’observation
rapprochée des mers a montré que ce nom était totalement impropre puisqu’il
s’agit simplement de grandes étendues de roche sombre. Leur taille est
impressionnante, la plus grande mer atteignant un diamètre de plus de 1100
kilomètres.
L’origine des
mers est à rechercher dans l’histoire de la Lune. Notre satellite est né il y a
4,6 milliards d’années comme les autres corps du système solaire. Pendant les
800 premiers millions d’années, il fut soumis à un intense bombardement
météoritique qui couvrit de cratères la surface solide tout juste formée. En
particulier, les plus grands impacts donnèrent naissance à d’immenses plaines.
Il y a 3,8
milliards d’années, la plupart des petits corps du système solaire avaient été
capturés par des planètes et l’intensité du bombardement diminua, laissant la
place à quelques impacts sporadiques.
Pendant les 800
millions d’années qui suivirent, la Lune fut le siège d’une grande activité
interne. La chaleur dégagée par la désintégration de noyaux radioactifs contenus
dans les roches provoqua la fusion des roches présentes sous la surface.
Celles-ci
remontèrent alors sous forme de lave et vinrent remplir les immenses plaines.
C’est ainsi que se formèrent les mers, dont la couleur sombre est due à la
nature de leurs roches.
Pendant les trois
derniers milliards d’années, l’activité interne ou météoritique a été très
faible, comme en témoigne la surface des mers qui est très peu cratérisée.
Notons que la
face cachée est presque totalement dépourvue de mers. Ceci est dû au fait que
la croûte y est plus épaisse et a pu empêcher la lave de remonter vers la
surface.
La structure
interne
Les sismographes
placés à la surface de la lune ont détecté quelques secousses internes très
faibles. La plupart sont probablement dues à des déformations du globe lunaire
sous l’action de la gravité de notre planète. D’autres sont causées par des
impacts météoritiques. Certaines ont été créées artificiellement lors de
missions américaines en laissant chuter sur la surface des étages de fusée.
L’analyse de
toutes ces secousses a permis d’estimer la structure interne de la Lune. Elle a
montré que notre satellite est couvert d’une écorce épaisse de 60 kilomètres
sur la face visible et de 100 kilomètres sur la face cachée. En dessous se
trouve un manteau épais de plus de 1100 kilomètres. Enfin, au centre se trouve
un petit noyau d’environ 700 kilomètres de diamètre.
Les poussières et
roches lunaires
On trouve à la
surface de la Lune deux composants différents : roches et poussières. Une
analyse très précise des roches lunaires a été rendue possible par le retour
sur Terre de près de 400 kilogrammes d’échantillons.
Les roches sont
de tailles très diverses et se classent en deux catégories principales. Les
mers sont ainsi formées de basalte, une roche sombre similaire à la lave
terrestre, alors que les autres régions contiennent de l’anorthose, une roche
claire formée de silicates et contenant beaucoup de calcium et d’aluminium.
A la surface, on
trouve une couche de poussière épaisse de plusieurs centimètres. Cette
poussière, principalement constituée de débris de roches, apparaît grisâtre ou
brunâtre selon l’éclairage. Elle se forme sous l’effet de l’incessant
bombardement de micrométéorites ou de particules du vent solaire, ainsi que des
fortes variations de température qui font éclater les roches.
Directement sous
la couche de poussière, on trouve une strate de roches brisées, avec une
épaisseur d’une dizaine de mètres. Pour éviter d’appeler ce matériau de la
terre, on l’appelle le régolite.
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