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    Un chercheur calcule la température à l'intérieur de la lune pour aider à révéler sa structure interne

    Ananya Mallik, URI professeur assistant de géosciences. Crédit :Nora Lewis

    On sait peu de choses sur la structure interne de la Lune, mais un grand pas en avant a été fait par un scientifique de l'Université de Rhode Island qui a mené des expériences qui lui ont permis de déterminer la température à la limite du noyau et du manteau de la Lune.

    Elle a trouvé la température entre 1, 300 et 1, 470 degrés Celsius, qui est à l'extrémité supérieure d'une plage de 800 degrés que les scientifiques précédents avaient déterminée.

    "Afin de comprendre la structure intérieure de la Lune aujourd'hui, nous devions mieux cerner l'état thermique, " a déclaré Ananya Mallik, un professeur adjoint de géosciences à l'URI qui a rejoint la faculté de l'Université en décembre 2018. "Nous avons maintenant les deux points d'ancrage - la limite noyau-manteau et la température de surface mesurée par Apollo - et cela nous aidera à créer un profil de température à travers la Lune. Nous avons besoin de ce profil de température pour déterminer l'état interne, structure et composition de la Lune."

    La température de surface de la Lune est d'environ -20 C.

    Selon Mallik, la Lune a un noyau de fer, comme celui de la Terre, et des recherches antérieures utilisant des données sismiques avaient révélé qu'entre 5 et 30 pour cent du matériau à la limite du noyau et du manteau était à l'état liquide ou fondu.

    "La grande question est, pourquoi aurions-nous de la fonte présente dans la Lune à cette profondeur, " a déclaré Mallik.

    Pour commencer à répondre à cette question, Mallik a mené une série d'expériences en 2016 à l'Institut de recherche bavarois de géochimie expérimentale et de géophysique en Allemagne à l'aide d'un dispositif à plusieurs enclume capable d'exercer les hautes pressions trouvées au plus profond de la Lune. Elle a préparé un petit échantillon de matériau similaire à celui trouvé sur la Lune, l'a pressé dans l'appareil à 45, 000 fois la pression atmosphérique de la Terre, qui est la pression supposée exister à la frontière noyau-manteau de la Lune, et utilisé un réchauffeur de graphite pour élever la température de l'échantillon jusqu'à ce qu'il fonde partiellement.

    "L'objectif était de déterminer quelle plage de température produirait une fonte de 5 à 30 pour cent, qui nous indiquerait la plage de température de la limite noyau-manteau, " elle a dit.

    Maintenant que la plage de température à la frontière a été réduite, les scientifiques peuvent commencer à développer un profil de température plus précis de la Lune et procéder à la détermination d'un profil des minéraux qui composent le manteau de sa croûte à son noyau.

    "Il est important que nous connaissions la composition de la Lune pour mieux comprendre pourquoi elle a évolué comme elle l'a fait, " a déclaré Mallik. " Les histoires de la Terre et de la Lune sont liées depuis le début. En réalité, les deux sont le produit d'une grande collision entre la proto-Terre et un corps approximativement de la taille de Mars qui s'est produite il y a plus de 4,5 milliards d'années. Alors pour mieux comprendre notre Terre, nous devons connaître notre voisin le plus proche car nous avons tous eu un départ commun.

    "La Terre est compliquée, " a-t-elle poursuivi. " Toute similitude dans la composition entre la Terre et la Lune peut nous donner un aperçu de la façon dont ces deux corps planétaires se sont formés, quelle était l'énergétique de la collision, et comment les éléments ont été divisés entre eux."

    Le géoscientifique de l'URI a noté que la Terre a évolué à travers le processus de la tectonique des plaques, qui est responsable de la répartition des continents, la topographie de la surface de la Terre, la régulation du climat à long terme, et peut-être même l'origine de la vie. Mais il n'y a aucune preuve de tectonique des plaques sur la Lune.

    "Tout sur Terre se produit à cause de la tectonique des plaques, " dit-elle. " Qu'est-ce que cela nous apprend sur notre propre planète quand la Lune ne connaît pas ce processus ? C'est le même argument pour expliquer pourquoi nous étudions Mars et Vénus. Ils sont nos prochains voisins les plus proches, et nous avons tous eu un départ commun, mais pourquoi sont-ils si différents de notre planète ?"

    Les prochaines étapes de la recherche de Mallik consisteront à déterminer expérimentalement la densité du matériau fondu à la frontière noyau-manteau, ce qui affinera encore la plage de température. En collaboration avec Heidi Fuqua Haviland du Marshall Space Flight Center de la NASA et Paul Bremner de l'Université de Floride, elle combinera ensuite ces résultats avec des méthodes de calcul pour dériver le profil de température et la composition de l'intérieur de la Lune.

    La recherche de Mallik a été publiée le 1er avril dans la revue Geochimica et Cosmochimica .


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