Y a-t-il de l'eau sur la Lune ? À priori, non, me direz-vous. Et bien si ! Il y en aurait même bien plus que ce que l'on soupçonnait jusqu'à présent. L’étude des échantillons de sol lunaire rapportés par la mission chinoise Chang’e 5 a en effet permis d’identifier la nature du réservoir d’eau suspecté depuis quelques temps dans le sous-sol de notre satellite. Les scientifiques estiment ainsi que la Lune pourrait renfermer d'énormes quantités d'eau, jusqu'à 270 milliards de tonnes, piégées au sein de minuscules billes de verre !
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Pouvoir extraire de l'eau directement des roches lunaires : voilà qui représenterait un avantage certain pour les futures missions habitées à destination de notre satellite. Mais encore faut-il savoir où elle se cache, et en quelle quantité elle est présente.
Avec la programmation des nouvelles missions sur la Lune du programme Artemis, la recherche d'eau lunaire a subi un récent regain d'intérêt. Oubliée, en effet, l'idée que la Lune est totalement « sèche ». Depuis une vingtaine d'années, la présence d’eau été confirmée par de multiples études, réalisées à la fois sur la base d'observations orbitales mais également de mesures in situ, notamment par l'atterrisseur chinois Chang’e 5.
Un cycle de l’eau sur la Lune
Mais il ne faut cependant pas s'imaginer des torrentstorrents coulant à la surface de la Lune. L’eau est ici piégée sous forme de molécules H2O ou OH au sein des roches composant le sol lunaire. Comme l'explique un précédent article (voir ci-dessous), l'origine de cette eau restait à éclaircir, tout comme sa place dans le cycle de l'eau de la Lune. Car aussi étonnant que cela puisse paraître, il existe bien un cycle de l'eau sur notre satellite, bien que très différent de celui que nous connaissons sur Terre. Des observations ont en effet montré que les régions équatoriales délivrent de l'eau à la surface de la Lune. Une partie migre alors vers les régions polaires grâce aux différences de température, alors qu'une autre partie s'échappe vers l'espace. Il existe donc bien un cycle décrit par des phases de rétention, de relargage et de recharge. Ce cycle nécessite cependant l'existence d'un réservoir « tampon » dans le sous-sol lunaire. Un réservoir qui n'était jusque-là pas identifié.
Dans une nouvelle étude, des chercheurs de la Chinese Academy of Science semblent cependant l'avoir trouvé. Ils ont pour cela analysé les échantillons rapportés sur Terre par Chang’e 5 et plus particulièrement les billes de verre produites lors des impacts météoritiques à la surface de la Lune. Ces petits fragments de régolite fondu contiennent en effet de l'eau dans une proportion qui fait que ces roches pourraient représenter le réservoir d'eau permettant peut-être d'expliquer le cycle d'eau de la Lune.
De l’eau dérivée des vents solaires et stockée dans des billes de verre
Les analyses isotopiques de l'hydrogène ont permis de montrer que l'eau contenue dans ces billes de verre provenait de l'action des vents solaires. Les vents solaires sont en effet chargés en protonproton H+. En impactant le sol lunaire, les protons H+ réagissent avec les atomesatomes d'oxygèneoxygène présents à la surface des billes de verre, produisant des moléculesmolécules d'eau. Les petites sphères de roche agiraient ainsi comme une éponge, capables donc d'absorber des molécules d'eau, de les stocker, puis de les relâcher par dégazagedégazage.
Les scientifiques ont calculé que ce réservoir représenterait au total entre 300 millions et 270 milliards de tonnes d'eau. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Geoscience.
La présence d’eau sur la Lune confirmée par une mission chinoise à sa surface
Alors que la présence d'eau sur la Lune avait déjà été confirmée par des observations orbitales et des analyses d'échantillons, une mesure in situ s'ajoute aujourd'hui à la liste des preuves. Restera à préciser la nature exacte et l'origine de cette eau.
Article de Nathalie MayerNathalie Mayer publié le 16 janvier 2022
Il y a de l'eau sur la Lune. Ils sont peu nombreux ceux qui en doutent encore aujourd'hui tant les observations orbitales et les analyses d'échantillons semblent en apporter la preuve. Fin 2020, la NasaNasa a même confirmé la présence de molécules d'eau (H20) à la surface de notre satellite. Pourtant, aucune mesure in situ n'avait jamais encore pu être réalisée. Mais il faut parler au passé parce que c'est désormais chose faite. Grâce à l'atterrisseur chinois Chang’e 5.
En décembre 2020, il s'était posé sur la Lune, au nord de l'océan des TempêtesTempêtes. Sur l'un des basaltesbasaltes les plus jeunes -- le site date tout de même de quelque deux milliards d'années -- de notre satellite. Avec pour objectif principal de prélever des échantillons et de les ramener vers la Terre. Mais avant cela, il a eu le temps de pointer son spectromètrespectromètre minéralogique lunaire (LMS) sur le régolitherégolithe environnant.
Des résultats précieux, mais à préciser
C'est cet instrument qui a permis de déterminer la teneur en eau des roches situées dans le champ de vision de l'atterrisseur. Grâce à des mesures de réflectance spectrale, les chercheurs ont pu calculer que, dans certaines zones, le régolithe peut contenir jusqu'à 120 parties par million (ppmppm) d'eau -- sous forme d'hydroxyle (OH) ou de molécules d’eau. Alors qu'une roche qu'ils ont également analysée, elle, en contenait légèrement plus. Près de 180 ppm.
Les chercheurs expliquent que l'hydrogène nécessaire à la formation d'eau a pu être apporté là par le vent solaire. La roche, elle, pourrait bien provenir d'une unité basaltiquebasaltique plus ancienne et avoir été éjectée là. Sa teneur relativement élevée en eau suggère une source cachée sous la surface. Et si les analyses ne permettent pas de discriminer OH et H2O, elles restent en cohérence avec les analyses préliminaires des échantillons rapportés par Chang'e 5Chang'e 5.
