La Lune n’est pas aussi desséchée qu’on le pensait: elle a été riche en eau dans le passé, et des traces ont subsisté jusqu’à ce jour à sa surface. C’est ce qu’a démontré une équipe internationale de géologues dans une étude publiée mercredi par la revue « Nature ». Cette découverte pourrait remettre en question les théories actuelles sur l’origine de l’eau terrestre.

Verres de lune

Un groupe de géologue mené par Alberto Saal de la Brown University de Providence (Etats-Unis) a analysé la composition chimique des échantillons de roches volcaniques appelées «verres» collectées lors des missions Apollo 11, 15 et 17. Après s’être assurés que ces roches ne provenaient pas de météorites ou de comètes mais bien du volcanisme lunaire, les chercheurs ont eu la surprise de constater qu’elles contenaient des quantités non négligeables de composés volatiles comme l’eau, mais aussi le chlore, le gaz carbonique, le fluor ou le souffre.

Cailloux mouillés

Grâce à une nouvelle méthode de spectrométrie de masse permettant de déceler la présence de l'eau en très faible quantité, ils ont mesuré que les verres lunaires renfermait environ 50 ppm (partie par million) d’eau. Cela peut sembler faible quand on sait que la roche constituant le manteau terrestre contient 500 à 1000 ppm d’eau.

Toutefois, on sait aussi que lorsqu’il a été éjecté en surface - il y a au moins 3 milliards d’année-, le magma du manteau lunaire était si chaud (environ 7.000°C) qu’il a probablement laissé échapper une grande partie de ses constituants volatils comme l’eau ou le CO2. En tenant compte de ce «dégazage», les chercheurs ont ainsi estimé que la concentration en eau du manteau lunaire doit être comprise entre 260 et 700 ppm. Bref, il semble que le manteau et la croûte de la Lune ont dû, lors de leur formation il y a quelque 4,5 milliards d'années, contenir une quantité d'eau comparable à celle de la Terre.

Mais d’où vient cette eau ?

«Ces résultats soulèvent de nombreuses questions», commente dans «Nature» le géologue français Marc Chaussidon. «Qu'est devenue toute cette eau durant la formation de la Lune? Et si la Lune n'est pas totalement sèche, d'où cette eau vient-elle?»

En effet, le chercheur rappelle que la concentration en deutérium de l’eau contenue dans le manteau terrestre indique que celle-ci a une origine exclusivement «spatiale», apportée par les millions de météores qui ont bombardé massivement la terre primitive après la formation de la Lune. «Est-il alors possible que l’eau lunaire provienne de ce même bombardement?» s’interroge Marc Chaussidon , «Pour en avoir le cœur net, la prochaine étape consistera à mesurer le rapport deutérium/hydrogène dans les verres lunaires».


Par ailleurs, la détection de glace sera l'une des missions de la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la Nasa, qui doit cartographier avec une grande précision la surface de la Lune pour préparer une reprise des vols habités à l'horizon 2020.

REUTERS ¦ Un avion passe devant la pleine lune au dessus de Budapest, Hongrie, le 25 septembre 2007.



Yaroslav Pigenet

LCROSS : une mission lunaire kamikaze en 2009 pour trouver de l'eau
Par Laurent Sacco, Futura-Sciences

La Nasa projette de retourner sur la Lune dans les prochaines décennies et même d’y implanter une base lunaire permanente. Seulement, pour faire de Cosmos 1999 une réalité, il faudrait y trouver de l’eau. La mission LCROSS qui devrait être lancée en 2009 pourrait bien permettre de le faire.

Dans son roman « 2001 l’Odyssée de l’espace », Arthur Clarke situe la première base lunaire permanente américaine sur la Lune, près du cratère Clavius. Ce dernier est proche du Pôle Sud de la Lune et ce choix n’est pas un hasard.

Pour établir une colonie humaine, l’eau est indispensable, mais où en trouver sur une planète sans atmosphère et avec des écarts de température de près de 300 ° C entre le jour et la nuit ? Réponse : près des pôles !

En effet, certains grands cratères à ces endroits sont suffisamment escarpés et idéalement situés pour qu’une partie de leurs fonds ne voient jamais la lumière du Soleil depuis des temps immémoriaux. De l’eau sous forme de glace a donc très bien pu s’y accumuler, provenant par exemple de la chute de comètes. De fait, il y a des indications, mais malheureusement non conclusives, de la présence de cette dernière qui ont été données par les sondes américaines Clémentine et Lunar Prospector.

Le but de Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS), qui sera lancé probablement entre Mai et Août 2009, est d’effectuer une mission kamikaze en s’écrasant, telle une météorite, sur la surface de la Lune. En fonçant à près de 9000 km/h dans un des cratères polaires, l’explosion produite par l’impact sera équivalente à celle de 900 kg de TNT et un panache d’éjectas devrait s’élever à 6km de hauteur pour retomber sur une zone circulaire de 40 km de rayon.

Cliquez pour agrandir. Les détails de l'impact de LCROSS. Crédit : Nasa.

Même si le sol lunaire ne contient à cet endroit que 0,5% d’eau, celle-ci sera détectable dans les éjectas s’élevant au dessus de la surface lunaire comme le montre le schéma ci-dessus. Sous l’action du rayonnement solaire, l’eau émettra en effet dans l’infra-rouge proche et il y aura même une portion des molécules d’H20 qui seront dissociées par le rayonnement UV (Ultraviolet) pour donner des radicaux OH dont la présence sera trahie par l'émission d'une raie caractéristique à 308 nanomètres.

Juste avant que ces éjectas ne retombent, entraînant à nouveau l’eau dans l’obscurité, la seconde partie de LCROSS mesurera ce rayonnement avant de s’écraser à son tour sur la Lune 4 minutes plus tard. Les chercheurs pensent même compléter ces observations à l’aide de l'Infrared Telescope Facility au sommet du Mauna Kea à Hawaï.

Pour le moment, le site choisi pour l’impact est celui d’un cratère de 17 km de diamètre, sans nom, pas très loin du cratère Peary (88.6° N, 33.0° E), non loin du Pôle Nord de la Lune.