Le plus grand et le plus ancien cratère d'impact de la lune n'a probablement pas de minéraux sous la croûte lunaire à sa surface, compliquant une théorie selon laquelle un ancien événement d'impact massif a percé la croûte lunaire pendant la formation du cratère, une nouvelle étude trouve.

Une étude publiée plus tôt cette année a analysé la façon dont les matériaux lunaires réfléchissent la lumière pour déterminer qu'un impact formant un bassin qui a formé un ancien cratère massif, le bassin Pôle Sud-Aitken, causé la rupture de la surface de la Lune par des minéraux du plus profond du manteau lunaire. Si les matériaux du manteau ont percé la croûte lunaire, les étudier pourrait fournir des indices importants sur l'histoire de la Lune.

Maintenant, nouvelle recherche dans la revue AGU Lettres de recherche géophysique réexaminé les mêmes données, acquis par le rover du vaisseau spatial chinois Chang'E 4, qui a atterri dans le cratère en janvier 2019. La nouvelle étude révèle que la croûte du cratère se compose principalement d'un minéral crustal lunaire commun non détecté dans les analyses précédentes. Les nouveaux résultats suggèrent que le fond du bassin n'a peut-être pas exposé le matériau du manteau lunaire comme indiqué précédemment.

"Nous ne voyons pas les matériaux du manteau sur le site d'atterrissage comme prévu, " dit Hao Zhang, planétologue à l'Université des géosciences de Chine, Wuhan, Chine, et co-auteur de la nouvelle étude.

La nouvelle étude complique les théories sur la façon dont les plus anciens, le plus grand cratère de la Lune s'est formé, en ajoutant à l'ensemble des connaissances sur l'histoire de la Lune.

Datation du bassin Pôle Sud-Aitken

Le bassin Pôle Sud-Aitken est considéré comme l'un des plus grands cratères du système solaire et le plus ancien de la Lune. Le bassin est 2, 500 kilomètres (1, 553 miles) de diamètre et s'étend sur environ 13 kilomètres (8 miles) de profondeur. Le bassin réside sur la face cachée de la Lune, la zone énigmatique qui fait face à la Terre. Il est resté intact jusqu'à l'atterrissage de Chang'E 4 dans le cratère en janvier 2019.

Bien que les scientifiques n'aient pas encore daté radiométriquement l'âge du bassin, certaines estimations placent sa formation à 4,2 milliards d'années.

Les scientifiques ont émis l'hypothèse que l'événement de formation du bassin Pôle Sud-Aitken a rompu la croûte lunaire, à cause de la profondeur du bassin aujourd'hui. Les cartes topographiques de la croûte estiment que la croûte ne s'étend que sur 30 kilomètres (19 miles) sous le cratère, alors que le reste de la croûte lunaire a une épaisseur moyenne de 40 kilomètres (25 miles).

La Lune était autrefois recouverte d'océans de magma en fusion. Heures supplémentaires, ceux-ci refroidis et séparés en couches de la croûte et du manteau se distinguant par de nombreuses caractéristiques, y compris leur composition minérale. clinopyroxène, orthopyroxène, et l'olivine sont tous des minéraux associés au manteau lunaire. Ils apparaissent parfois à la surface de la Lune, mais de grandes concentrations d'entre eux dans une région pourraient signaler que le manteau a une fois perforé la croûte.

Tester la composition de la croûte

La spectroscopie est l'étude de la façon dont la matière interagit avec la lumière. Les minéraux absorbent des longueurs d'onde spécifiques de lumière et de couleur, ce qui leur donne des signatures uniques. Les astrophysiciens effectuent différents types de spectroscopie pour déterminer la composition et la concentration de différents matériaux sur les corps planétaires et leurs régions, sur la base de ces signatures uniques.

Recherche précédente publiée en mai dans la revue La nature trouvé des concentrations de clinopyroxène, orthopyroxène, et de l'olivine dans le cratère - des quantités suffisamment élevées pour confirmer apparemment la théorie selon laquelle le manteau avait jadis percé la croûte. Les La nature L'étude a analysé les données spectroscopiques du sol de Chang'E 4 et a traité les données à l'aide d'une série de fonctions. Ce processus leur a permis d'identifier le minéral mathématiquement le mieux adapté à la composition des spectres de chacun.

Zhang et ses collègues ont également analysé les données spectroscopiques acquises par les instruments du rover de Chang'E 4 après l'atterrissage du vaisseau spatial dans le cratère. Ils ont utilisé une technique qui comparait les reflets documentés du rover de la lumière et de la couleur de la surface lunaire à une base de données de minéraux connus. La base de données a pris en compte la taille des particules de minéraux, la façon dont les minéraux interagissent avec la lumière, et comment ils réagissent à l'altération spatiale - les changements à la surface du sol causés par l'irradiation du vent solaire et le bombardement de minuscules particules que la surface de la Lune subit.

Ce processus différent a permis aux chercheurs de détecter et de mesurer la quantité de plagioclase dans le cratère. Le plagioclase est un minéral créé à partir de lave refroidissante. C'est aussi l'une des roches les plus communes à la surface de la Lune. Les résultats ont montré que le plagioclase représentait 56-72% de la composition du cratère, ce qui en fait le minéral majoritaire. La forte concentration de plagioclase suggère que la croûte lunaire n'a pas été percée par un impact ancien.

La nouvelle étude a également révélé que le site d'atterrissage sur le cratère avait des concentrations de 9 à 28 % d'orthopyroxène, 4-19 % de clinopyroxène, et 2-12% d'olivine. Bien que les trois minéraux soient dans le bassin, they are not present at high enough amounts to prove an impact event once broke the crust, according to the study's authors.

The new study complicates the certainty of earlier findings and points towards a need for continued research on the far side's lunar surface, according to Zhang.

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.