Peu importe où vous vous trouvez sur Terre, vous ne pouvez voir qu’une seule face de la Lune. Son autre joue est perpétuellement tournée vers notre planète, et cette face cachée est bien plus grêlée de cratères que celle qui nous fait face.
La face proche de la Lune est couverte de mers lunaires, de vastes plaines de basalte volcanique qui apparaissent comme des taches sombres lorsque nous regardons notre satellite. La raison de cette apparition à deux visages est restée un mystère – un mystère qui persiste depuis que le premier vaisseau spatial a tourné autour de la Lune dans les années 1960. Mais une nouvelle simulation aurait peut-être maintenant résolu le puzzle de l’ère Apollo.
En rassemblant les différentes caractéristiques, les modèles informatiques soutiennent l’idée qu’un impact lunaire massif a autrefois refait surface sur la face proche de la Lune dans des coulées de lave. Les différences sont plus que superficielles, car elles se reflètent également par des compositions géologiques distinctes de chaque côté de la Lune.
Les astronomes soupçonnent depuis longtemps que la face proche était autrefois recouverte d’une mer de magma qui, une fois refroidie, a lissé le paysage rocheux, créant les taches sombres que nous voyons aujourd’hui. Mais le déclencheur de cette activité volcanique est controversé.
Un cratère massif au pôle sud de la Lune, connu sous le nom de bassin pôle sud-Aitken (SPA), pourrait expliquer les différences.
Ce bassin est un vestige de l’une des plus grandes et des plus anciennes collisions sur la Lune. Les simulations montrent que l’événement SPA, qui s’est produit il y a environ 4,3 milliards d’années, s’est produit juste au bon moment et au bon endroit pour initier des changements sur un seul côté du manteau lunaire.
L’immense chaleur produite par l’impact aurait tellement réchauffé le manteau supérieur du côté proche que les experts pensent que cela aurait conduit à une concentration de potassium, d’éléments de terres rares, de phosphore et d’éléments producteurs de chaleur comme le thorium.
À ce jour, c’est exactement la composition que les scientifiques ont trouvée dans des échantillons de roche lunaire du côté proche, en particulier dans le Procellarum KREEP Terrane (PKT), une vaste zone connue pour cette anomalie de composition.
“Ce que nous montrons, c’est que dans toutes les conditions plausibles au moment où la SPA s’est formée, elle finit par concentrer ces éléments producteurs de chaleur sur la face visible”, explique le scientifique planétaire Matt Jones de l’Université Brown.
“Nous nous attendons à ce que cela ait contribué à la fonte du manteau qui a produit les coulées de lave que nous voyons à la surface.”
Les retombées de l’événement SPA auraient probablement duré des centaines de millions d’années.
Dans les simulations, la plaine volcanique la plus ancienne a éclaté 200 millions d’années après les événements d’impact. En fait, des épisodes intenses d’activité volcanique se sont poursuivis sur la face proche de la Lune jusqu’à 700 millions d’années après l’impact.
Selon les experts, la raison pour laquelle cette joue de la Lune a davantage réagi au coup est à la fois à cause de l’endroit où l’impact a centré le transport de matériaux produisant de la chaleur, et aussi à cause de légers changements de gravité.
Dans tous les scénarios examinés par les chercheurs, le manteau supérieur de l’hémisphère sud s’est réchauffé et a commencé à couler vers l’hémisphère nord, voyageant par le côté proche.
Pendant ce temps, le manteau supérieur de l’autre côté est resté trop froid pour distribuer le même matériau de la même manière.
Cette différence pourrait très bien avoir généré l’asymétrie observée sur les deux faces de la Lune.
“La façon dont le PKT s’est formé est sans doute la question ouverte la plus importante de la science lunaire”, déclare Jones.
“Et l’impact pôle Sud-Aitken est l’un des événements les plus significatifs de l’histoire lunaire. Ce travail réunit ces deux choses, et je pense que nos résultats sont vraiment excitants.”
L’étude a été publiée dans Science Advances.
