Configuration géométrique des stations sismiques Apollo et des régions sources profondes des séismes lunaires. Le globe lunaire a été pris de la Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) avec la permission de la NASA, et les stations Apollo et les nids profonds de séismes lunaires ont été marqués par les auteurs de l'étude. Crédit :NASA et Kawamura et al/Journal of Geophysical Research/AGU
La même force gravitationnelle responsable de la création des marées sur Terre pourrait provoquer de profonds tremblements de terre sur la Lune, une nouvelle étude le confirme.
Une nouvelle analyse des données recueillies par les missions Apollo confirme que le stress des marées - l'attraction gravitationnelle de la lune sur la Terre et de la Terre sur la lune - est responsable des tremblements de lune profonds, l'équivalent lunaire des tremblements de terre.
Sismomètres placés sur la lune lors d'Apollo 12, 14, 15 et 16 missions ont révélé que la lune subit des tremblements de lune profonds d'environ 800 à 1, 200 kilomètres (497 à 746 miles) sous sa surface environ tous les 27 jours. Puisque c'est à peu près le temps qu'il faut à la Lune pour faire un tour complet autour de la Terre, les scientifiques soupçonnaient que les tremblements de lune étaient le résultat du stress des marées, mais leur cause exacte restait une source de débat.
Une nouvelle étude dans le Journal of Geophysical Research :Planètes , un journal de l'American Geophysical Union, les lectures combinées de deux sismomètres différents placés sur la lune pendant les missions Apollo d'une nouvelle manière. En utilisant cette technique, les chercheurs ont analysé 131 tremblements de lune survenus entre 1969 et 1977 sur les trois sites de tremblements de lune les plus actifs et ont confirmé qu'ils étaient probablement causés par le stress des marées accumulé sur la lune.
La force des marées fait gonfler la Terre et ses océans du côté le plus proche de la lune et du côté le plus éloigné de la lune. Ces renflements d'eau sont des marées hautes. Sur la Lune, ces mêmes forces se produisent, provoquant une distorsion à petite échelle de la planète entière, que les scientifiques ont nommé une marée à corps solide. Ces marées à corps solide créent des failles ou des fissures sur la lune, qui se frottent les uns contre les autres lorsque le stress des marées s'accumule et entraîne des tremblements de lune.
Réanalyser les anciennes données
Comme la Terre, la lune a une croûte, manteau et noyau, mais contrairement à la Terre, la lune n'a pas de plaques tectoniques, il ne subit donc pas de tremblements de terre lorsque les plaques tectoniques se déplacent ou se croisent comme la Terre le fait.
Alors que les tremblements de lune profonds ne sont généralement que de magnitude 2 ou moins, ils se produisent sur une base mensuelle, alors que les tremblements de terre se produisant le long de la même ligne de faille sur Terre peuvent être distants de plusieurs décennies, voire plusieurs siècles. Les tremblements de lune durent également plus longtemps que les tremblements de terre, qui cessent généralement en quelques minutes. Puisque la Lune est beaucoup plus sèche et plus froide que la Terre, les vibrations durent plus longtemps, alors que la structure plus compressible de la Terre agit comme une éponge pour absorber les vibrations.
Cette vue de la région polaire nord de la Lune a été obtenue par la caméra Galileo de la NASA lors du survol de la sonde spatiale du système Terre-Lune les 7 et 8 décembre. 1992. Crédit :NASA/JPL
Les études précédentes sur les tremblements de lune profonds utilisant les données d'Apollo étaient limitées, puisqu'aucun des deux instruments sismiques sur la lune n'a entièrement capturé les signaux de l'activité de la lune - l'un a détecté une activité sismique à haute fréquence et l'autre a détecté une activité sismique à basse fréquence.
Des études antérieures utilisant uniquement les lectures de l'un des sismomètres ont sous-estimé le stress libéré par les tremblements de lune, et n'a pas pu voir la relation complète entre l'accumulation de stress de marée et le stress libéré par les tremblements de terre, selon Renée Weber, un planétologue du Marshall Space Flight Center de la NASA en Alabama qui n'est pas affilié à la nouvelle étude.
Les auteurs de la nouvelle étude ont utilisé une nouvelle méthode qui combinait les signaux des deux instruments différents. Les données combinées ont aidé les chercheurs à mieux comprendre les failles où se produisent les séismes. Les chercheurs ont ensuite pu relier le stress libéré pendant les tremblements de lune à l'accumulation de stress de marée au cours du mois, et trouvé les deux valeurs d'accord. Cela confirme que les tremblements de lune sont le résultat du stress des marées, selon Taichi Kawamura, auteur principal de la nouvelle étude et planétologue à l'Institut de Physique du Globe de Paris qui est actuellement affilié à l'Observatoire national d'astronomie du Japon.
Aperçu de l'intérieur de la lune
Les résultats de la nouvelle étude suggèrent également que le manteau de la lune pourrait être plus froid qu'on ne le pensait auparavant, selon Weber.
Les scientifiques pensaient auparavant que les zones de l'intérieur de la lune où se produisent des tremblements de lune profonds étaient plus chaudes, ce qui rendrait les défauts plus souples et malléables. Mais sur la base de la nouvelle étude, les failles de la lune devraient être fragiles pour supporter le stress de marée observé et créer les lectures sismiques enregistrées, ce qui signifie qu'ils peuvent être plus froids qu'on ne le pensait auparavant. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour explorer les implications pour la température interne et la composition de la lune, selon les auteurs de l'étude.
La nouvelle étude met également en lumière le type d'instrumentation nécessaire pour les futures missions spatiales, comme la mission InSight vers Mars prévue en mai 2018, selon Weber.
"Ils prévoient également d'envoyer à la fois un instrument à large bande et un instrument à courte période, il est donc possible que ce même type de technique de combinaison de signaux dans le domaine fréquentiel puisse être appliqué à ces instruments Insight, " a déclaré Weber.
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), une communauté de blogs sur les sciences de la Terre et de l'espace, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.
