Des experts découvrent que les mystérieux "tourbillons" lunaires pourraient être magnétisés par des magmas invisibles !
Les tourbillons lunaires ont défié toute explication simple, mais des modèles récents et les données des engins spatiaux ont permis d'éclaircir ce mystère lunaire sinueux.
La Lune ne cesse de nous surprendre et les scientifiques viennent de découvrir l'origine des mystérieux "tourbillons" lunaires.
Que sont les tourbillons de lune ?
Les tourbillons lunaires sont des formes sinueuses de couleur claire qui se forment à la surface de la Lune, suffisamment brillantes pour être visibles à l'aide d'un télescope. Certains pensent qu'ils ressemblent à des coups de pinceau dans une peinture abstraite, mais il ne s'agit pas seulement de fioritures artistiques : les images de la NASA montrent que les vrilles de certains tourbillons lunaires s'étendent sur des centaines de kilomètres.
Les tourbillons lunaires n'ont pas trouvé d'explication simple, mais des modèles récents et des données recueillies par des engins spatiaux ont permis de lever le voile sur ce mystère sinueux. Les données montrent que les roches des tourbillons sont magnétisées et qu'elles dévient ou redirigent les particules du vent solaire qui bombardent constamment la lune. Les roches voisines reçoivent l'impact à leur place. Au fil du temps, les roches voisines s'assombrissent en raison des réactions chimiques provoquées par les collisions, tandis que les tourbillons restent clairs.
Origine possible de ces tourbillons
Mais comment les roches des tourbillons lunaires ont-elles été magnétisées ? La Lune ne possède pas de champ magnétique à l'heure actuelle. Aucun astronaute ou rover n'a encore visité un tourbillon lunaire pour l'étudier.
"Des impacts pourraient être à l'origine de ce type d'anomalies magnétiques", a déclaré Michael J. Krawczynski, professeur agrégé de sciences de la Terre, de l'environnement et des planètes à l'université de Washington à St. Louis. Il note que les météorites laissent régulièrement des matériaux riches en fer sur certaines zones de la surface de la lune. "Mais il y a des tourbillons dont nous ne savons pas exactement comment un impact a pu créer cette forme et cette taille.
Krawczynski pense qu'il est plus probable que quelque chose d'autre ait magnétisé localement les tourbillons.
Présence de laves souterraines
"Une autre théorie veut qu'il y ait des laves souterraines qui se refroidissent lentement dans un champ magnétique et créent l'anomalie magnétique", a déclaré Krawczynski, qui a conçu des expériences pour tester cette explication. Ses résultats ont été publiés dans le Journal of Geophysical Research : Planets.
Krawczynski et le premier auteur de l'étude, Yuanyuan Liang, ont mesuré les effets de différentes combinaisons de chimie atmosphérique et de taux de refroidissement magmatique sur un minéral appelé ilménite pour voir s'ils pouvaient produire un effet magnétisant.
"Les roches terrestres sont très facilement magnétisées car elles contiennent souvent de petites particules de magnétite, un minéral magnétique", explique M. Krawczynski. "De nombreuses études terrestres portant sur les éléments de magnétite ne sont pas applicables à la lune, où ce minéral hypermagnétique n'existe pas.
Mais l'ilménite, qui est abondante sur la Lune, peut également réagir et former des particules de fer métallique, qui peuvent être magnétisées dans les bonnes conditions, ont découvert Krawczynski et son équipe.
"Les petits grains avec lesquels nous avons travaillé semblaient créer des champs magnétiques plus puissants parce que le rapport entre la surface et le volume est plus élevé pour les petits grains que pour les gros", a déclaré M. Liang. "Avec une plus grande surface exposée, il est plus facile pour les petits grains de subir la réaction de réduction".
"Nos expériences analogues ont montré que, dans les conditions lunaires, nous pouvions créer le matériau magnétisable dont nous avions besoin. Il est donc plausible que ces tourbillons soient causés par du magma souterrain", a déclaré M. Krawczynski, membre de la faculté du Centre McDonnell des sciences spatiales de l'université.
Déterminer l'origine des tourbillons lunaires
La détermination de l'origine des tourbillons lunaires est considérée comme essentielle pour comprendre les processus qui ont façonné la surface lunaire, l'histoire du champ magnétique sur la Lune et même la manière dont les surfaces des planètes et des lunes affectent généralement le milieu spatial environnant.
Cette étude aidera à interpréter les données acquises par les futures missions sur la Lune, en particulier celles qui explorent les anomalies magnétiques sur la surface lunaire. La NASA a l'intention d'envoyer un rover dans la zone de tourbillon lunaire connue sous le nom de Reiner Gamma en 2025 dans le cadre de la mission Lunar Vertex.
"Si les méthodes que nous décrivons permettent de créer des anomalies magnétiques, le magma souterrain doit avoir une forte teneur en titane", a déclaré M. Krawczynski. "Nous avons vu des preuves de cette réaction créant du fer métal dans les météorites lunaires et dans les échantillons lunaires de la mission Apollo. Mais tous ces échantillons sont des coulées de lave de surface, et notre étude montre que le refroidissement souterrain devrait renforcer de manière significative ces réactions de formation de métal."
Pourquoi ne pas forer jusqu'au fond ?
Pour l'instant, leur approche expérimentale est le meilleur moyen de tester les prédictions sur la façon dont la lave invisible peut entraîner les effets magnétiques des mystérieux tourbillons lunaires.
"Si nous pouvions forer jusqu'au fond, nous pourrions voir si cette réaction a lieu", a déclaré M. Krawczynski. "Ce serait fantastique, mais ce n'est pas encore possible. Pour l'instant, nous sommes bloqués à la surface".
Référence de l'article :
Y. Liang et al, Possibility of Lunar Crustal Magmatism Producing Strong Crustal Magnetism, Journal of Geophysical Research: Planets (2024). DOI: 10.1029/2023JE008179