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Le programme Apollo a fait considérablement progressé notre compréhension de l'origine et de la structure de la Lune grâce aux échantillons de roches ramenées sur Terre. Ce faisant, il a aussi fourni des clés pour mieux comprendre les autres corps célestes du Système solaire et sa naissance elle-même. Le programme lunaire soviétique a lui aussi contribué à mieux connaître la nature chimique et minéralogique des roches lunaires. La sonde Luna 24 a ainsi permis de rapporter d'autres échantillons.
En novembre 1970, le rover Lunokhod-1 (marcheur lunaire en russe) avait exploré la mer des Pluies (Mare Imbrium), puis, après la fin des programmes ApolloApollo et Luna, l'étude du sol lunaire s'était poursuivie à l'aide de satellites en orbite autour de la Lune. Le 14 décembre 2013, l'atterrisseur Chang'e-3 se posait, lui aussi, dans la mer des Pluies et libérait le rover Yutu. Comme LunokhodLunokhod-1, il pouvait réaliser des analyses des roches et du sol. Yutu a donc pris sa suite et une équipe internationale de chercheurs chinois et états-uniens, dirigée par Ling Zongcheng, de l'université du Shandong, en Chine, vient de publier dans Nature Communications les résultats de nouvelles analyses de roches et de régolite effectuées dans un cratère appelé Zi Wei.
Sur cette images réalisée à partir de photogrphies prises par la sonde LRO, les sites d'atterrissage des missions Apollo sont en rouge et celui de la sonde Chang'e-3 en blanc. © Nasa
Une fenêtre sur l'histoire du refroidissement de l'océan magmatique lunaire
Ces résultats sont quelque peu surprenants et ils devraient nous aider à mieux comprendre le volcanismevolcanisme lunaire et surtout l'histoire et la structure de la Lune. Les chercheurs ont en effet été confrontés à des roches basaltiquesbasaltiques différentes de toutes celles ramenées par les précédentes missions lunaires. Elles sont notamment fortement enrichies en dioxyde de titanedioxyde de titane et en olivineolivine.
Il semble que Chang'e-3 ait aluni dans une région occupée par des coulées de lavelave relativement jeunes, âgées, au plus, de 3 milliards d'années environ. Les autres échantillons de roches ramenées par les missions Apollo et Luna correspondent à une période de l'histoire lunaire plus ancienne, s'étendant jusqu'à il y a environ 4 milliards d'années, et pendant laquelle la Lune était volcaniquement la plus active.
Les basaltesbasaltes des missions Apollo et Luna avaient une teneur en titane soit haute soit, au contraire, faible, voire très faible. On ne connaissait pas de roches présentant des valeurs intermédiaires. C'est maintenant le cas, comme ont permis de le démontrer les spectromètres de Yutu. Surtout, en comparant les données au sol avec celles prises en orbite, on peut maintenant avoir plus de confiance quant à la composition minéralogique et chimique d'autres régions lunaires dont certaines ressemblent à celle échantillonnée par le rover. Or, les variations de teneurs en titane renseignent notamment sur la nature de sources mantelliques d'où sont montés les magmasmagmas ayant donné des laves en surface.
Il apparaît maintenant que le manteaumanteau lunaire, au moins supérieur, est plus inhomogène qu'on ne le pensait, et même plus que celui de la Terre. Cela pose de nouvelles contraintes sur l'histoire de la différentiationdifférentiation de la Lune, c'est-à-dire l'époque où l'océan de magma qui la recouvrait s'est refroidi en donnant une croûtecroûte et un manteau chimiquement et minéralogiquement fort différents. Les chercheurs ne savent pas encore très bien ce que cela implique mais, après tout, nous sommes encore au tout début de l'exploration de la géologiegéologie lunaire.
