Cratère Shackleton, dont le sol est à l'abri du soleil en permanence, semble abriter des dépôts de glace d'eau. Une nouvelle étude met en lumière l'âge de ces dépôts et d'autres sur le pôle sud de la Lune. Crédit :NASA/GSFC/Université d'État de l'Arizona
La découverte de dépôts de glace dans des cratères dispersés à travers le pôle sud de la Lune a contribué à renouveler l'intérêt pour l'exploration de la surface lunaire, mais personne ne sait exactement quand ni comment cette glace est arrivée là. Une nouvelle étude publiée dans la revue Icare suggère que même si la majorité de ces gisements ont probablement des milliards d'années, certains peuvent être beaucoup plus récents.
Ariel Deutsch, un étudiant diplômé du département de la Terre de l'Université Brown, Sciences environnementales et planétaires et auteur principal de l'étude, dit que la limitation de l'âge des dépôts est importante à la fois pour la science fondamentale et pour les futurs explorateurs lunaires qui pourraient utiliser cette glace à des fins de carburant et à d'autres fins.
"L'âge de ces dépôts peut potentiellement nous renseigner sur l'origine de la glace, qui nous aide à comprendre les sources et la distribution de l'eau dans le système solaire interne, " a déclaré Deutsch. " A des fins d'exploration, nous devons comprendre les distributions latérales et verticales de ces gisements pour trouver la meilleure façon d'y accéder. Ces distributions évoluent avec le temps, donc avoir une idée de l'âge est important."
Pour l'étude, Deutsch a travaillé avec Jim Head, professeur à Brown, et Gregory Neumann du Goddard Space Flight Center de la NASA. En utilisant les données du Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, qui tourne autour de la Lune depuis 2009, les chercheurs ont examiné les âges des grands cratères dans lesquels des preuves de dépôts de glace au pôle sud ont été trouvées. A dater les cratères, les chercheurs comptent le nombre de petits cratères qui se sont accumulés à l'intérieur des plus grands. Les scientifiques ont une idée approximative du rythme des impacts dans le temps, ainsi, compter les cratères peut aider à établir l'âge des terrains.
La majorité des dépôts de glace signalés se trouvent dans de grands cratères formés il y a environ 3,1 milliards d'années ou plus, l'étude a trouvé. Puisque la glace ne peut pas être plus ancienne que le cratère, qui met une limite supérieure sur l'âge de la glace. Ce n'est pas parce que le cratère est ancien que la glace à l'intérieur est aussi si ancienne, disent les chercheurs, mais dans ce cas, il y a des raisons de croire que la glace est en effet vieille. Les dépôts ont une distribution inégale à travers les planchers de cratère, ce qui suggère que la glace a été battue par des impacts de micrométéorites et d'autres débris sur une longue période de temps.
Si ces dépôts de glace signalés sont effectivement anciens, qui pourraient avoir des implications importantes en termes d'exploration et d'utilisation potentielle des ressources, disent les chercheurs.
Le Lunar Reconnaissance Orbiter a capturé ces vues du pôle Sud lunaire. Crédit :Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio de la NASA
"Il y a eu des modèles de bombardement à travers le temps montrant que la glace commence à se concentrer avec la profondeur, " a dit Deutsch. " Donc, si vous avez une couche de surface qui est vieille, vous vous attendriez à plus en dessous."
Alors que la majorité de la glace se trouvait dans les anciens cratères, les chercheurs ont également trouvé des preuves de glace dans des cratères plus petits qui, à en juger par leur tranchant, caractéristiques bien définies, semblent être assez frais. Cela suggère que certains des gisements du pôle sud y sont arrivés relativement récemment.
"C'était une surprise, ", a déclaré Deutsch. "Il n'y avait pas vraiment eu d'observations de glace dans des pièges à froid plus jeunes auparavant."
S'il existe effectivement des gisements d'âges différents, disent les chercheurs, cela suggère qu'ils peuvent également avoir des sources différentes. La glace plus ancienne aurait pu provenir de comètes aquifères et d'astéroïdes impactant la surface, ou par l'activité volcanique qui a puisé l'eau des profondeurs de la Lune. Mais il n'y a pas beaucoup de gros impacteurs aquifères ces derniers temps, et le volcanisme aurait cessé sur la Lune il y a plus d'un milliard d'années. Ainsi, des dépôts de glace plus récents nécessiteraient différentes sources, peut-être un bombardement par des micrométéorites de la taille d'un pois ou une implantation par le vent solaire.
La meilleure façon de le savoir à coup sûr, disent les chercheurs, est d'y envoyer un vaisseau spatial pour obtenir des échantillons. Et cela semble se profiler à l'horizon. Le programme Artemis de la NASA vise à envoyer des humains sur la Lune d'ici 2024, et prévoit de piloter de nombreuses missions précurseurs avec des engins spatiaux robotiques dans l'intervalle. Diriger, un co-auteur de l'étude et le doctorat de Deutsch. conseiller, dit que des études comme celle-ci aideront à façonner ces futures missions.
« Quand nous pensons à renvoyer des humains sur la Lune pour une exploration à long terme, nous devons savoir sur quelles ressources nous pouvons compter, et nous ne savons pas actuellement, " Head a déclaré. " Des études comme celle-ci nous aident à faire des prédictions sur l'endroit où nous devons aller pour répondre à ces questions. "
