Une nouvelle étude des données satellitaires révèle que de nombreux dépôts volcaniques répartis sur la surface de la Lune contiennent des quantités inhabituellement élevées d'eau piégée par rapport aux terrains environnants. La découverte d'eau dans ces anciens gisements, qui sont censés être constitués de billes de verre formées par l'éruption explosive de magma provenant de l'intérieur lunaire profond, renforce l'idée que le manteau lunaire est étonnamment riche en eau.

Les scientifiques avaient supposé pendant des années que l'intérieur de la Lune était en grande partie appauvri en eau et autres composés volatils. Cela a commencé à changer en 2008, lorsqu'une équipe de recherche comprenant le géologue de l'Université Brown Alberto Saal a détecté des traces d'eau dans certaines des perles de verre volcanique ramenées sur Terre des missions Apollo 15 et 17 vers la Lune. En 2011, Une étude plus approfondie de minuscules formations cristallines à l'intérieur de ces perles a révélé qu'elles contiennent en fait des quantités d'eau similaires à celles de certains basaltes sur Terre. Cela suggère que le manteau de la Lune - des parties de celui-ci, au moins, contiennent autant d'eau que la Terre.

"La question clé est de savoir si ces échantillons d'Apollo représentent les conditions globales de l'intérieur lunaire ou représentent plutôt des régions riches en eau inhabituelles ou peut-être anormales dans un manteau autrement "sec", " dit Ralph Milliken, auteur principal de la nouvelle recherche et professeur agrégé au département de la Terre de Brown, Sciences environnementales et planétaires. "En regardant les données orbitales, nous pouvons examiner les grands dépôts pyroclastiques sur la Lune qui n'ont jamais été échantillonnés par les missions Apollo ou Luna. Le fait que presque tous présentent des signatures d'eau suggère que les échantillons d'Apollo ne sont pas anormaux, il se peut donc que la majeure partie de l'intérieur de la Lune soit humide."

La recherche, que Milliken a co-écrit avec Shuai Li, un chercheur postdoctoral à l'Université d'Hawaï et un récent doctorat Brown. diplômé, est publié dans Géosciences de la nature .

Détecter la teneur en eau des dépôts volcaniques lunaires à l'aide d'instruments orbitaux n'est pas une tâche facile. Les scientifiques utilisent des spectromètres orbitaux pour mesurer la lumière qui rebondit sur une surface planétaire. En regardant quelles longueurs d'onde de la lumière sont absorbées ou réfléchies par la surface, les scientifiques peuvent avoir une idée des minéraux et autres composés présents.

Le problème est que la surface lunaire se réchauffe au cours d'une journée, surtout aux latitudes où se situent ces dépôts pyroclastiques. Cela signifie qu'en plus de la lumière réfléchie par la surface, le spectromètre finit également par mesurer la chaleur.

"Ce rayonnement thermiquement émis se produit aux mêmes longueurs d'onde que nous devons utiliser pour rechercher de l'eau, " dit Milliken. " Donc, pour dire en toute confiance que l'eau est présente, nous devons d'abord prendre en compte et supprimer le composant thermiquement émis."

Pour faire ça, Li et Milliken ont utilisé des mesures en laboratoire d'échantillons renvoyés des missions Apollo, combiné avec un profil de température détaillé des zones d'intérêt à la surface de la Lune. En utilisant la nouvelle correction thermique, les chercheurs ont examiné les données du Moon Mineralogy Mapper, un spectromètre imageur qui a volé à bord de l'orbiteur lunaire indien Chandrayaan-1.

Les chercheurs ont trouvé des preuves d'eau dans presque tous les grands dépôts pyroclastiques qui avaient été précédemment cartographiés à la surface de la Lune, y compris les dépôts près des sites d'atterrissage d'Apollo 15 et 17 où les échantillons de billes de verre contenant de l'eau ont été collectés.

"La répartition de ces gisements riches en eau est l'élément clé, " a déclaré Milliken. " Ils sont répartis sur toute la surface, ce qui nous dit que l'eau trouvée dans les échantillons d'Apollo n'est pas unique. Les pyroclastiques lunaires semblent être universellement riches en eau, ce qui suggère qu'il en va peut-être de même pour le manteau."

L'idée que l'intérieur de la Lune est riche en eau soulève des questions intéressantes sur la formation de la Lune. Les scientifiques pensent que la Lune s'est formée à partir de débris laissés après qu'un objet de la taille de Mars a percuté la Terre très tôt dans l'histoire du système solaire. L'une des raisons pour lesquelles les scientifiques avaient supposé que l'intérieur de la Lune devait être sec est qu'il semble peu probable que l'hydrogène nécessaire à la formation d'eau ait pu survivre à la chaleur de cet impact.

"Les preuves croissantes de l'eau à l'intérieur de la Lune suggèrent que l'eau a survécu d'une manière ou d'une autre, ou qu'il a été amené peu de temps après l'impact d'astéroïdes ou de comètes avant que la Lune ne se soit complètement solidifiée, " a dit Li. " L'origine exacte de l'eau dans l'intérieur lunaire est toujours une grande question. "

En plus de faire la lumière sur l'histoire de l'eau au début du système solaire, la recherche pourrait également avoir des implications pour l'exploration lunaire future. Les perles volcaniques ne contiennent pas beaucoup d'eau - environ 0,05 pour cent en poids, disent les chercheurs, mais les gisements sont importants, et l'eau pourrait potentiellement être extraite.

"D'autres études ont suggéré la présence de glace d'eau dans les régions ombragées des pôles lunaires, mais les dépôts pyroclastiques sont à des endroits qui peuvent être plus faciles d'accès, " a déclaré Li. " Tout ce qui aide à éviter aux futurs explorateurs lunaires d'avoir à apporter beaucoup d'eau de chez eux est un grand pas en avant, et nos résultats suggèrent une nouvelle alternative."