La vie sur Terre ne serait pas possible sans la Lune; il maintient l'axe de rotation de notre planète stable, qui contrôle les saisons et régule notre climat. Cependant, il y a eu un débat considérable sur la façon dont la Lune s'est formée. L'hypothèse populaire soutient que la Lune a été formée par un corps de la taille de Mars entrant en collision avec la croûte supérieure de la Terre qui est pauvre en métaux. Mais de nouvelles recherches suggèrent que le sous-sol de la Lune est plus riche en métaux qu'on ne le pensait auparavant, fournir de nouvelles perspectives qui pourraient remettre en question notre compréhension de ce processus.

Aujourd'hui, une étude publiée dans Lettres des sciences de la Terre et des planètes apporte un nouvel éclairage sur la composition de la poussière trouvée au fond des cratères de la Lune. Dirigé par Essam Heggy, chercheur en génie électrique et informatique à l'USC Viterbi School of Engineering, et co-investigateur de l'instrument Mini-RF à bord de la NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), les membres de l'équipe de l'instrument Miniature Radio Frequency (Mini-RF) de la mission Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ont utilisé un radar pour imager et caractériser cette fine poussière. Les chercheurs ont conclu que le sous-sol de la Lune pourrait être plus riche en métaux (c'est-à-dire en oxydes de Fe et de Ti) que les scientifiques ne l'avaient cru.

Selon les chercheurs, la fine poussière au fond des cratères de la Lune est en fait des matériaux éjectés forcés du dessous de la surface de la Lune lors des impacts de météores. Lorsque l'on compare la teneur en métal au fond des cratères plus grands et plus profonds à celle des plus petits et moins profonds, l'équipe a trouvé des concentrations de métaux plus élevées dans les cratères plus profonds.

Qu'est-ce qu'un changement dans la présence de métal enregistrée dans le sous-sol a à voir avec notre compréhension de la Lune ? L'hypothèse traditionnelle est qu'il y a environ 4,5 milliards d'années, il y a eu une collision entre la Terre et une protoplanète de la taille de Mars (nommée Theia). La plupart des scientifiques pensent que cette collision a projeté en orbite une grande partie de la croûte supérieure pauvre en métal de la Terre, formant finalement la Lune.

Un aspect déroutant de cette théorie de la formation de la Lune, est que la Lune a une concentration d'oxydes de fer plus élevée que la Terre, un fait bien connu des scientifiques. Cette recherche particulière contribue au domaine en ce sens qu'elle fournit des informations sur une section de la lune qui n'a pas été fréquemment étudiée et postule qu'il peut exister une concentration encore plus élevée de métal plus profondément sous la surface. C'est possible, disent les chercheurs que l'écart entre la quantité de fer sur la croûte terrestre et la Lune pourrait être encore plus grand que ce que les scientifiques pensaient, ce qui remet en question la compréhension actuelle de la formation de la Lune.

Le fait que notre Lune pourrait être plus riche en métaux que la Terre remet en question l'idée que ce sont des portions du manteau et de la croûte terrestre qui ont été mises en orbite. Une plus grande concentration de gisements métalliques peut signifier que d'autres hypothèses sur la formation de la Lune doivent être explorées. Il est possible que la collision avec Theia ait été plus dévastatrice pour notre Terre primitive, avec des sections beaucoup plus profondes lancées en orbite, ou que la collision aurait pu se produire alors que la Terre était encore jeune et recouverte d'un océan de magma. Alternativement, plus de métal pourrait faire allusion à un refroidissement compliqué d'une surface de la Lune en fusion précoce, comme suggéré par plusieurs scientifiques.

Selon Heggy, "En améliorant notre compréhension de la quantité de métal que contient réellement le sous-sol de la Lune, les scientifiques peuvent limiter les ambiguïtés sur la façon dont il s'est formé, comment il évolue et comment il contribue au maintien de l'habitabilité sur Terre. "Notre système solaire à lui seul compte plus de 200 lunes. Comprendre le rôle crucial que ces lunes jouent dans la formation et l'évolution des planètes sur lesquelles ils orbitent peut nous donner des informations plus approfondies sur comment et où les conditions de vie en dehors de la Terre pourraient se former et à quoi elles pourraient ressembler."

Wes Patterson du Planetary Exploration Group (SRE), Secteur de l'exploration spatiale (SES) du laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins, qui est le chercheur principal du projet pour Mini-RF et un co-auteur de l'étude, ajoutée, "La mission LRO et son imageur radar Mini-RF continuent de nous surprendre avec de nouvelles informations sur les origines et la complexité de notre plus proche voisin."

L'équipe prévoit de continuer à effectuer des observations radar supplémentaires sur d'autres planchers de cratères avec l'expérience Mini-RF pour vérifier les premiers résultats de l'enquête publiée.