Carte améliorée de l'hématite (couleur rouge) sur la Lune à l'aide d'une projection sphérique (côté proche uniquement). Crédit :Shuai Li
À la surprise de nombreux planétologues, l'hématite minérale de fer oxydée a été découverte à des latitudes élevées sur la Lune, selon une étude publiée aujourd'hui dans Avancées scientifiques dirigé par Shuai Li, chercheur adjoint à l'Institut de géophysique et de planétologie d'Hawai'i (HIGP) à l'École des sciences et technologies océaniques et terrestres de l'UH Mānoa (SOEST).
Le fer est très réactif avec l'oxygène, formant une rouille rougeâtre couramment observée sur Terre. La surface et l'intérieur lunaires, cependant, sont pratiquement dépourvus d'oxygène, le fer métallique vierge est donc répandu sur la Lune et le fer hautement oxydé n'a pas été confirmé dans les échantillons renvoyés par les missions Apollo. En outre, l'hydrogène contenu dans le vent solaire fait exploser la surface lunaire, qui agit contre l'oxydation. Donc, la présence de minéraux ferreux fortement oxydés, comme l'hématite, sur la Lune est une découverte inattendue.
"Notre hypothèse est que l'hématite lunaire est formée par l'oxydation du fer de la surface lunaire par l'oxygène de la haute atmosphère terrestre qui a été continuellement soufflé vers la surface lunaire par le vent solaire lorsque la Lune est dans la magnétoque de la Terre au cours des derniers milliards d'années, " dit Li.
Pour faire cette découverte, Li, Le professeur HIGP Paul Lucey et des co-auteurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA et d'ailleurs ont analysé les données de réflectance hyperspectrale acquises par le Moon Mineralogy Mapper (M3) conçu par la NASA JPL à bord de la mission indienne Chandrayaan-1.
Carte de l'hématite sur la lune - une couleur plus rouge signifie plus d'hématite. Crédit :Shuai Li
Cette nouvelle recherche a été inspirée par la découverte précédente de Li de glace d'eau dans les régions polaires de la Lune en 2018.
"Quand j'ai examiné les données M3 dans les régions polaires, J'ai trouvé que certaines caractéristiques et motifs spectraux sont différents de ceux que nous voyons aux latitudes inférieures ou aux échantillons d'Apollo, " dit Li. " J'étais curieux de savoir s'il était possible qu'il y ait des réactions eau-roche sur la Lune. Après des mois d'enquête, J'ai compris que je voyais la signature de l'hématite."
L'équipe a découvert que les emplacements où l'hématite est présente sont fortement corrélés avec la teneur en eau à haute latitude Li et d'autres trouvés précédemment et sont plus concentrés sur la face visible, qui fait toujours face à la Terre.
"Plus d'hématite sur la face lunaire a suggéré qu'elle pourrait être liée à la Terre, " a déclaré Li. "Cela m'a rappelé une découverte de la mission japonaise Kaguya selon laquelle l'oxygène de la haute atmosphère terrestre peut être soufflé vers la surface lunaire par le vent solaire lorsque la Lune est dans la queue magnétique de la Terre. Donc, L'oxygène atmosphérique de la Terre pourrait être le principal oxydant pour produire de l'hématite. L'impact de l'eau et de la poussière interplanétaire peut également avoir joué un rôle critique"
Les zones bleues de cette image composite du Moon Mineralogy Mapper (M3) à bord de l'orbiteur Chandrayaan-1 de l'Organisation indienne de recherche spatiale montrent de l'eau concentrée aux pôles de la Lune. En se concentrant sur le spectre des roches là-bas, le chercheur a trouvé des signes d'hématite, une forme de rouille. Crédit :ISRO/NASA/JPL-Caltech/Brown University/USGS
"De façon intéressante, l'hématite n'est pas absolument absente de la face cachée de la Lune où l'oxygène de la Terre n'a peut-être jamais atteint, bien que beaucoup moins d'expositions aient été observées, " dit Li. " La petite quantité d'eau ( <~0,1 % en poids) observé aux hautes latitudes lunaires pourrait avoir été considérablement impliqué dans le processus de formation d'hématite sur la face cachée de la lune, ce qui a des implications importantes pour l'interprétation de l'hématite observée sur certains astéroïdes de type S pauvres en eau."
"Cette découverte va remodeler nos connaissances sur les régions polaires de la Lune, " a déclaré Li. " La Terre a peut-être joué un rôle important dans l'évolution de la surface de la Lune. "
L'équipe de recherche espère que les missions ARTEMIS de la NASA pourront renvoyer des échantillons d'hématite des régions polaires. Les signatures chimiques de ces échantillons peuvent confirmer leur hypothèse selon laquelle l'hématite lunaire est oxydée par l'oxygène de la Terre et peuvent aider à révéler l'évolution de l'atmosphère terrestre au cours des derniers milliards d'années.
