Malgré notre longue histoire avec le plus proche voisin céleste de la Terre, beaucoup reste inconnu sur la lune, y compris sur les asymétries entre son côté proche et son côté éloigné, par exemple, dans l'épaisseur de la croûte et des preuves d'activité volcanique.

Maintenant Moriarty et al. combiner des modèles, données de télédétection, et des informations à partir d'échantillons lunaires pour affiner la chronologie du développement de la lune, en se concentrant sur une caractéristique appelée le pôle Sud-bassin d'Aitken (SPA). Ce bassin, le plus ancien, le plus profond, et le plus grand sur la lune - a été formé par un impact massif au début de l'histoire lunaire, il y a environ 4,3 milliards d'années, et sa forme et sa composition peuvent donner aux chercheurs une idée de ce à quoi ressemblait la lune à ce moment-là.

Les simulations de modèles montrent que l'impact qui a créé la SPA était suffisamment énergétique pour éjecter des matériaux du manteau précoce de la lune. Le motif d'éclaboussure simulé correspond à des zones de la surface lunaire connues pour être riches en thorium, et les chercheurs proposent que ce matériau éjecté représente la « lie » d'un manteau en fusion précoce. Alors que le premier océan de magma de la lune se refroidissait, les minéraux et les éléments se sont cristallisés et ont augmenté pour faire partie de la croûte ou ont coulé pour faire partie du manteau inférieur. Vers la fin de ce processus, thorium et autres denses, des éléments incompatibles ont été laissés dans la lie prise en sandwich entre la croûte et le manteau.

Pour expliquer les différences dramatiques entre la face lunaire proche et la face lointaine, des théories antérieures suggéraient que les restes riches en thorium ne se produisaient que du côté proche. Cependant, les nouveaux résultats démontrent que ces substances ont été éjectées par un impact sur la face cachée de la lune. Cette observation implique qu'au moment de l'impact, le matériau riche en thorium doit avoir été réparti dans le monde entier et n'avoir pas encore migré vers le côté proche ou coulé vers le cœur, qui devrait se produire à la fin du processus de cristallisation du manteau en raison de sa densité élevée.

Contrairement aux matériaux éjectés, la roche fondue par l'impact de la SPA ne contient pas de thorium abondant. Parce qu'un impact peut faire fondre des matériaux à des profondeurs supérieures à celles d'où proviennent les matériaux éjectés, la pénurie de thorium dans la fonte indique que le manteau primitif avait des couches distinctes :une couche riche en thorium juste sous la croûte et une couche différente en dessous.

Les scientifiques ont identifié des cibles potentielles pour de futures missions d'échantillonnage se concentrant sur les matériaux éjectés, ce qui pourrait donner une image plus claire du manteau précoce de la lune. D'autres travaux devraient également se concentrer sur l'identification de l'âge de la SPA, ils disent, parce que le vaste, ancien bassin est la clé pour comprendre la chronologie de l'histoire lunaire.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation d'Eos, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.