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La Lune avait une atmosphère il y a environ 3,5 milliards d’années

Impression d'artiste de la Lune, et plus particulièrement, la Mer des Pluies. On y voit des laves en éruption pulsant des gaz et produisant une atmosphère visible. Crédit: NASA MSFC

Une étude suggère qu’une atmosphère transitoire s’est maintenue sur la Lune il y a entre trois et quatre milliards d’années. Les éruptions volcaniques répandaient alors des gaz au-dessus de la surface plus rapidement qu’ils ne pouvaient s’échapper dans l’espace. L’étude, soutenue par l’Institut virtuel de recherche sur l’exploration du système solaire de la NASA, vient d’être publiée dans les Earth and Planetary Science Letters.

Lorsque vous observez la Lune au télescope, vous pouvez facilement distinguer les surfaces sombres de basalte volcanique qui remplissent les grands bassins d’impact. Ces mers de basalte sont apparues tandis que les entrailles de la Lune étaient encore chaudes. Des plumes magmatiques brisaient alors parfois la surface lunaire, se déversant sur des centaines de kilomètres. Les analyses des échantillons d’Apollo ont notamment révélé que les gaz portés par le magma se composaient de monoxyde de carbone, de soufre et d’autres composants volatiles.

Pour cette nouvelle étude, le Dr Debra H. Needham, de la NASA, s’est intéressée aux quantités de gaz portées par ces coulées de lave. Les calculs ont alors suggéré que ces gaz s’étaient accumulés autour de la Lune pour former une atmosphère transitoire il y a environ 3,5 milliards d’années. Cette atmosphère épaisse aurait perduré pendant environ soixante-dix millions d’années avant de se perdre dans l’espace. L’étude note par ailleurs que les deux plus grandes impulsions de gaz ont été produites lorsque les mers de lave ont rempli la mer de la Sérénité et la mer des Pluies il y a environ 3,8 et 3,5 milliards d’années respectivement. Les marges de ces mers de lave ont notamment été explorées par les astronautes des missions Apollo 15 et 17 qui ont recueilli des échantillons permettant de dater ces éruptions, mais fournissant également des preuves que des gaz étaient bien produits par les laves lunaires en éruption.

« Ce travail modifie radicalement notre vision de la Lune d’un corps rocheux et sans air à celui d’un corps entouré d’une épaisse atmosphère plus répandue que celle de Mars aujourd’hui », explique David Kring, qui a participé aux recherches. « Lorsque la Lune était dotée de cette atmosphère, elle était presque trois fois plus proche de la Terre qu’elle ne l’est aujourd’hui et apparaissait probablement trois fois plus grande dans le ciel ».

Crédits : iStock

Ces travaux ont également d’importantes implications pour l’exploration lunaire future. L’étude suggère ici que des substances volatiles présentes dans cette ancienne atmosphère ont pu se retrouver piégées au niveau des pôles lunaires. Les volatiles piégés dans des dépôts glacés pourraient donc fournir de l’air et du carburant aux astronautes effectuant des opérations de surface lunaire et potentiellement pour des missions au-delà de la Lune.

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