Une activité tectonique aurait été détectée sur la Lune

Lors de la construction d'un avant-poste isolé, il est généralement préférable de se tenir éloigné des failles actives. Par chance pour ceux qui prévoient un établissement humain sur la Lune, il semble depuis longtemps que notre petit satellite est géologiquement mort. Après tout, pour qu'il y ait une activité tectonique, il faut une certaine chaleur interne et les petits amas de roche tels que la Lune sont connus pour refroidir bien plus rapidement que les plus grands, comme la Terre.

Ce n'est toutefois pas si simple, une analyse récente de données recueillies à l'époque du programme Apollo révèle que l'activité tectonique de la Lune serait en fait plus importante qu'initialement prévu.

Dans une étude publiée hier dans Nature Geoscience, des chercheurs indiquent qu'ils auraient enfin réussi à localiser les épicentres de mystérieux tremblements de Lune enregistrés par des sismomètres du programme Apollo. D'après ces données, les secousses proviendraient d'éléments du relief lunaire semblables à des falaises appelés escarpements de faille.

« L'idée qu'un corps rocheux âgé de 4,6 milliards d'années comme la Lune est parvenu à rester suffisamment chaud à l'intérieur pour produire ce réseau de failles va à l'encontre de la pensée conventionnelle, » indique le coauteur de l'étude Thomas Watters de la Smithsonian Institution de Washington.

DES MARÉES DE ROCHE

Cet été, les exploits de la mission Apollo 11 fêteront leurs 50 ans. À l'époque de la course à l'espace, la priorité des États-Unis était d'envoyer leurs astronautes sur le sol lunaire avant les soviétiques. L'occupation des astronautes une fois leur pied posé sur la Lune n'avait qu'une place secondaire.

« Ils se disaient, Oh mince, il faut qu'on trouve quelque chose, » rapporte le coauteur Renee Weber, planétologue au centre de vol spatial Marshall de la NASA à Huntsville, en Alabama.

Finalement, ce quelque chose fut la science avec la collecte d'une variété de données géologiques comme les échantillons de roche ramenés sur Terre. Au cours de quatre missions Apollo, les astronautes ont installé des sismomètres sur leur site d'alunissage. Pendant 8 ans, ces appareils ont enregistré des milliers de secousses, jusqu'à ce qu'ils cessent de fonctionner.

Les mécanismes de la sismicité sur la Lune sont assez différents de ceux de la Terre, explique Weber. La majorité de l'activité lunaire est due aux forces gravitationnelles exercées par notre planète sur son petit satellite gris clair, l'effet réciproque des marées montantes et descendantes que la Lune provoque sur les océans terrestres. La Lune étant dépourvue d'eau, c'est sa surface qui se déforme en passant d'une forme sphérique à une forme plus oblongue et ainsi de suite.

Par ailleurs, les énormes différences de température entre le jour et la nuit pouvant atteindre 270 °C sont également à l'origine de l'activité sismique sur la Lune. Parmi les séismes détectés, certains étaient même d'origine humaine, provoqués par le largage de parties remplaçables des vaisseaux spatiaux ordonné par le centre de contrôle dans le but d'étalonner les sismomètres.

Parmi les enregistrements, il restait toutefois 28 événements sismiques semblant provenir des premiers kilomètres de la croûte lunaire supérieure. L'intensité de ces événements était similaire à celle de séismes de magnitude 5,5 sur notre planète. Pendant plus de 40 ans, ces séismes ont défié toute explication scientifique.

RECHERCHE SISMIQUE

Depuis 2009, Watters utilise les images du Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA pour cartographier les milliers d'escarpements de la surface lunaire. En se fondant sur l'ancienneté des éléments qui entourent ce type de relief, il a pu conclure qu'ils s'étaient formés relativement récemment, il y a peut-être moins de 50 millions d'années « ce qui, géologiquement parlant, est assez jeune, mais pas si jeune que ça, » précise-t-il.

Néanmoins, Watters soupçonnait ces escarpements d'être les sites responsables des séismes lunaires superficiels, mais il lui fallait trouver d'autres preuves. Avec quatre sismomètres aux données de piètre qualité, les instruments du programme Apollo ne pouvaient trianguler que les secousses contenues dans un rayon de 160 km.

Les chercheurs ont donc opté pour un algorithme habituellement utilisé pour déterminer la localisation des secousses sur Terre lorsque les réseaux de sismomètres sont trop peu denses. Cet algorithme a permis de générer une grille de points d'origines supposés pour les séismes lunaires. Sur les 28 événements enregistrés, 8 se sont déroulés dans un rayon de 29 km autour d'un escarpement et sur ces 8 séismes, 6 sont apparus lorsque la Lune était à sont point d'éloignement maximal de la Terre, une phase pendant laquelle les tensions marémotrices exercées sur la surface lunaire sont à leur maximum.

Afin de vérifier que cette corrélation n'était pas le fruit du hasard, l'équipe s'est lancée dans une simulation de 10 000 événements sismiques pour voir à quelle fréquence cette configuration apparaissait. Leurs résultats ont montré que ces facteurs n'étaient reproduits que pour à peine 1 % des cas. Pour Watters, cela suggère que les escarpements sont l'épicentre le plus probable des tremblements de Lune.

« Cela signifie, à toutes fins utiles, qu'une activité tectonique existe sur la Lune, » affirme-t-il. « Pour moi, c'est un résultat incroyable. »

CAP SUR LES ESCARPEMENTS

Les incertitudes quant aux résultats ne manquent toutefois pas de semer le doute chez les autres chercheurs.

« Ils utilisent de nombreux arguments statistiques et, même si je pense que leur raisonnement scientifique est bon, je n'irais pas jusqu'à dire que la démonstration est irréfutable, » témoigne Ceri Nunn, spécialiste de la sismologie lunaire au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie. Toutefois, étant donné la qualité non idéale des données initiales, elle pense que l'équipe a déterminé les localisations des épicentres les plus probables en l'état actuel des connaissances.

Weber et les autres scientifiques s'organisent pour proposer une mission dont l'objectif serait d'installer un réseau de sismomètres de pointe sur la Lune, peut-être même de disposer un appareil dans un escarpement ou à proximité.

Parallèlement, étant donné le regain d'intérêt que connaît l'exploration lunaire de la part d'agence privées ou publiques, cette découverte aura une utilité certaine lorsqu'il s'agira de déterminer les lieux à éviter pour l'alunissage des futurs engins spatiaux.

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.