Une partie de l'eau lunaire proviendrait de l'atmosphère terrestre

Avec l'apparition de divers nouveaux projets lunaires (dont le projet Artemis de la Nasa, visant à envoyer des humains sur la Lune d'ici une décennie), la recherche d'eau à la surface et sous la surface de la Lune devient petit à petit une question capitale, tant pour l'évolution des connaissances que pour d'éventuels projets d'utilisation pour des futures missions habitées, voire l'installation d'une base lunaire. 

Une origine terrestre de l'eau lunaire ? 

La majeure partie de l'eau contenue sur la Lune est communément attribuée à des comètes ou des astéroïdes qui auraient déposé de l'eau lors de leur impact avec la Lune durant la période du Grand bombardement tardif -- il y a environ 4 milliards d'années, dans les jeunesses du Système solaire, il est généralement admis que les planètes du Système solaire interne, ainsi que la Lune, ont subi d'importants impacts astéroïdiques. Certains scientifiques commencent également à voir le vent solairevent solaire comme une potentielle source d'eau sur la Lune : d'après eux, il pourrait contenir des ionsions d'hydrogènehydrogène et d'oxygèneoxygène qui pourraient se recombiner en moléculesmolécules d'eau sur la Lune. 

Si aucune de ces hypothèses n'a été démentie, une équipe de scientifiques propose dans une nouvelle étude une hypothèse tierce : et si l'eau lunaire venait directement de la Terre ? 

Dans leur modèle, ce serait plus précisément l'atmosphèreatmosphère supérieure de notre Planète qui pourrait être une source d'eau pour la Lune. De manière naturelle et continue, les atmosphères planétaires subissent des pertes de gazgaz atmosphériques vers l'espace extra-atmosphérique : c'est ce que l'on appelle l'échappement atmosphérique. Cet échappement -- pouvant avoir des causes multiples -- a entre autres aidé à l'apparition de la vie sur Terre grâce à l'échappement de l'hydrogène, ou a également entrainé la disparition de la majeure partie de l'atmosphère martienne. Ainsi, l'atmosphère terrestre expulse des ions d'hydrogène et d'oxygène qui, d'après les scientifiques, pourraient se recombiner en molécules d'eau sur la Lune. 

Schéma présentant le passage de la Lune dans la magnétosphère terrestre. Les flèches bleues et blanches représentent les flux d'ions, la ligne rouge pointillée représente la trajectoire de la Lune, et les localisations d'échappements atmosphériques sont notées aux points i, ii, iii, et iv. © Kletetschka et al., 2022

Le champ magnétique comme moteur

Mais, d'après l'étude, ce flux d'ions hydrogène et oxygène de l'atmosphère terrestre vers la surface lunaire n'est possible que grâce aux effets du champ magnétique terrestrechamp magnétique terrestre : ce dernier génère la magnétosphèremagnétosphère, protégeant ainsi la Terre d'une grande partie de particules solaires chargées. Les scientifiques suggèrent en fait que ces ions soient acheminés vers la Lune lorsque cette dernière passe dans la queue de la magnétosphère -- qui est également la principale source des aurores boréalesaurores boréales --, et ce durant cinq jours sur la période de révolutionpériode de révolution lunaire.

Mais le procédé semble quelque peu complexe : lors de son passage dans la queue de la magnétosphère, la Lune y provoque des perturbations, dont certaines poussent les ions échappés de l'atmosphère terrestre à y retomber ; la Lune ainsi présente dans le flux, et dépourvue d'une magnétosphère protectrice, accumule des ions qui se combineraient une fois sur la Lune pour former le permafrostpermafrost lunaire au niveau des pôles. 

Les scientifiques ont plus d'un argument à l'appui : grâce à des mesures récentes réalisées par diverses agences spatiales dans le monde, la présence d'ions susceptibles de former des molécules d'eau a été confirmée au cours du transittransit lunaire dans cette région de la magnétosphère.

En parallèle, l'équipe de scientifiques a analysé des données gravimétriques recueillies par la sonde Lunar Reconnaissance OrbiterLunar Reconnaissance Orbiter au niveau des pôles lunaires, pour confirmer la présence d'anomaliesanomalies indiquant à certains endroits la présence d'eau (à l'état solideétat solide ou liquideliquide) contenue dans certaines roches poreuses des régions polaires lunaires : les dernières estimations indiqueraient la présence de plus de 3.500 km³ d'eau dans les régions polaires lunaires avec pour seule origine l'échappement atmosphérique terrestre !