De nouvelles preuves montrent que le noyau interne de la lune est solide, comme celui de la Terre
Une étude approfondie a révélé que le noyau interne de la Lune est en fait une boule solide dont la densité est similaire à celle du fer. Les chercheurs espèrent que cette découverte permettra de trancher un long débat sur la question de savoir si le cœur interne de la Lune est solide ou en fusion, et qu’elle permettra de mieux comprendre l’histoire de la Lune et, par extension, celle du système solaire.
Image d’entête : la Lune telle que photographiée par la sonde Galileo le 7 décembre 1992, alors qu’elle se dirigeait vers Jupiter. (NASA/ JPL/ USGS)
Selon l’équipe dirigée par l’astronome Arthur Briaud du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) en France :
Nos résultats, remettent en question l’évolution du champ magnétique de la Lune grâce à la démonstration de l’existence d’un noyau interne et soutiennent un scénario de basculement global du manteau qui apporte des informations substantielles sur la chronologie du bombardement lunaire au cours du premier milliard d’années du système solaire.
La meilleure façon de sonder la composition intérieure des objets du système solaire est d’utiliser des données sismiques. La façon dont les ondes acoustiques générées par les tremblements de terre se déplacent et se reflètent sur la matière à l’intérieur d’une planète ou d’une lune permet aux scientifiques de dresser une carte détaillée de l’intérieur de cet objet.
Exemple récent :
Les chercheurs disposent de données sismiques lunaires recueillies par la mission Apollo, mais leur résolution est trop faible pour déterminer avec précision l’état du noyau interne. Nous savons qu’il existe un noyau externe fluide, mais ce qu’il englobe reste discuté. Les modèles d’un noyau interne solide et d’un noyau entièrement fluide fonctionnent aussi bien avec les données d’Apollo.
Pour en avoir le cœur net, Briaud et ses collègues ont rassemblé des données provenant de missions spatiales et d’analyses par télémétrie laser lunaire (réflecteur lunaire afin de dresser un profil des différentes caractéristiques de la Lune. Il s’agit notamment du degré de déformation dû à l’interaction gravitationnelle avec la Terre, de la variation de la distance par rapport à la Terre et de la densité.
Représentation artistique de différents instruments mesurant les propriétés de la Lune pour en révéler le noyau. (Géoazur/ Nicolas Sarter)
Ensuite, ils ont effectué une modélisation avec différents types de noyaux pour trouver celui qui correspondait le mieux aux données d’observation.
Ils ont fait plusieurs découvertes intéressantes. Tout d’abord, les modèles les plus proches de ce que nous savons de la Lune décrivent un renversement actif à l’intérieur du manteau lunaire. Cela signifie que les matériaux les plus denses à l’intérieur de la Lune tombent vers le centre et que les matériaux moins denses remontent vers le haut. Cette activité a longtemps été proposée pour expliquer la présence de certains éléments dans les régions volcaniques de la Lune. Les recherches de l’équipe ajoutent un point à la liste des preuves « pour » (cette théorie).
Ils ont montré que le noyau lunaire est très semblable à celui de la Terre, avec une couche externe fluide et un noyau interne solide. D’après leur modélisation, le noyau externe a un rayon d’environ 362 kilomètres et le noyau interne un rayon d’environ 258 kilomètres. Cela représente environ 15 % du rayon total de la Lune.
L’équipe a découvert que le noyau interne a une densité d’environ 7 822 kilogrammes par mètre cube. Cette densité est très proche de celle du fer.
Curieusement, en 2011, une équipe dirigée par Renee Weber, planétologue à la NASA, a obtenu un résultat similaire en utilisant les techniques sismologiques les plus modernes de l’époque sur les données Apollo pour étudier le noyau lunaire. Ils ont trouvé des preuves de l’existence d’un noyau interne solide d’un rayon d’environ 240 kilomètres et d’une densité d’environ 8 000 kg par mètre cube.
Selon Briaud et son équipe, ces résultats confirment les précédentes découvertes et constituent un argument de poids en faveur d’un noyau lunaire semblable à celui de la Terre. Cette découverte a des implications intéressantes pour l’évolution de la Lune.
Nous savons que peu de temps après sa formation, la Lune possédait un puissant champ magnétique, qui a commencé à décliner il y a environ 3,2 milliards d’années. Ce champ magnétique est généré par le mouvement et la convection dans le noyau. La composition du noyau lunaire est donc très importante pour comprendre comment et pourquoi le champ magnétique a disparu.
Étant donné que l’humanité espère retourner sur la Lune dans un délai relativement court, il ne faudra peut-être pas attendre longtemps pour que ces découvertes soient vérifiées par des études sismiques.
L’étude publiée dans Nature : The lunar solid inner core and the mantle overturn et présentée sur le site du CNRS : La Lune ouvre son cœur pour la première fois.