Quel effet l'exposition aux radiations a-t-elle sur le verre sur la Lune pendant des milliards d'années

Caractéristiques structurelles des échantillons L-R et HA pour les particules vitreuses I. Images TEM transversales en champ clair de (A ) l'échantillon L-R et (B ) celui de H-A. Chaque encart montre un motif SAD diffractif semblable à un halo, indiquant la structure entièrement vitreuse. Images HRTEM de (D ) l'échantillon L-R et (E ) celui de H-A. (C ) Comparaison du modèle SAD entre l'échantillon L-R (à gauche) et celui H-A (à droite). (F ) Facteur de structure S (q ) des échantillons LR et HA obtenus à partir des modèles SAD présentés en (C). Crédit :*Progrès scientifiques* (2023). DOI :10.1126/sciadv.adi6086

Une équipe de scientifiques des matériaux du laboratoire des matériaux du lac Songshan, travaillant avec des collègues de l'Académie chinoise des technologies spatiales et de l'Académie chinoise des sciences, tous en Chine, a découvert que des milliards d'années d'exposition aux radiations avaient rendu le verre sur la Lune plus dur.

Dans leur article publié dans la revue Science Advances le groupe décrit comment ils ont testé des échantillons de régolithe lunaire apportés sur Terre par l'atterrisseur lunaire chinois Chang'e-5, puis ont traité les échantillons pour les rajeunir à des fins de comparaison.

Les humains fabriquent du verre depuis environ 4 000 ans; la nature, en revanche, le fait depuis des milliards d’années. Dans ce nouvel effort, l'équipe de recherche a étudié le verre qui a été fabriqué naturellement sur la Lune par l'impact de météoroïdes et la fonte du régolithe lunaire, dont certains sont vieux de plusieurs milliards d'années.

Des recherches antérieures ont montré que la surface de la Lune est jonchée de minuscules morceaux de verre, dont chacun a été soumis aux rayons cosmiques et aux radiations du soleil. Dans ce nouvel effort, l'équipe de recherche a voulu savoir quel type d'impact un tel bombardement avait eu sur le verre lunaire.

Pour le savoir, les chercheurs ont obtenu cinq tout petits morceaux de verre rapportés par l'atterrisseur lunaire Chang'e-5, chacun n'étant pas plus gros que la largeur d'un cheveu humain. Chacune a été étudiée à l’aide d’un microscope électronique à transmission, ce qui a donné à l’équipe une idée de sa structure. Ils ont également pressé chaque échantillon pour voir comment ils réagissaient à la force. Les deux méthodes d'étude ont donné aux chercheurs une base de référence pour en savoir plus sur l'impact du vieillissement sur les morceaux de verre.

L’équipe de recherche a ensuite soumis chacun des échantillons de verre à une chaleur extrême :650°C, pendant environ cinq minutes. Un tel traitement thermique était juste suffisant pour faire fondre le verre, un traitement qui, selon les chercheurs, a ramené les échantillons à leur forme originale. Cela a permis aux chercheurs de comparer la forme originale du verre avec son état actuel, leur permettant ainsi de voir ce que des milliards d'années de rayonnement leur avaient fait.

En examinant les différences, l'équipe de recherche a découvert des changements majeurs dans le module de Young, qui teste la force qu'un matériau peut supporter avant qu'il ne se déforme :ils ont constaté des changements allant jusqu'à 70 %. Ils ont également constaté que le bombardement de radiations avait rendu le verre plus dur.

Plus d'informations : Ziqiang Chen et al, Effets du vieillissement des lunettes lunaires sur les échelles de temps géologiques, Science Advances (2023). DOI :10.1126/sciadv.adi6086

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