Une analyse des tremblements de Lune des années 1970 révèle une origine inattendue

Apollo 17
Eugene Cernan, commandant de la mission Apollo 17, conduit le rover lunaire avec le module en arrière-plan. Crédits : NASA/Harrison Schmitt

Dans le cadre des missions Apollo, les astronautes américains ont placé des sismomètres sur la surface lunaire. Ces instruments ont montré que la Lune était géologiquement active avec plusieurs types de séismes : profonds, peu profonds, thermiques et ceux résultant d’impacts de météorites. Cependant, un nouveau regard sur les données de la mission Apollo 17 a permis de découvrir un cinquième type de tremblements inattendu.

Différents tremblements de Lune

Il y a quelques jours, l’atterrisseur lunaire indien Vikram a peut-être détecté la première preuve d’un « tremblement de Lune » enregistré près du pôle sud de notre satellite. Cependant, ce n’est pas le premier enregistré tout court. Les premières détections d’activités sismiques sur la Lune remontent en effet aux missions Apollo. À l’époque, les astronautes avaient placé plusieurs sismomètres en surface.

Ces données avaient permis aux scientifiques d’identifier différents types de tremblements de Lune. D’une part, les séismes jugés « profonds » sont généralement associés à des forces de tension dues à l’effet des forces de marée exercées par la Terre sur la Lune.

Concrètement, ces forces de marée s’exercent en raison de la différence de force gravitationnelle entre le côté le plus proche de la Terre et le côté opposé. Ces forces créent des tensions à l’intérieur de la Lune qui provoquent des fissures et des fractures à l’intérieur de sa croûte. Le frottement et le déplacement des morceaux de roche le long de ces fissures et fractures entraînent alors la formation de petits tremblements.

Les séismes « peu profonds » seraient de leur côté liés à des forces de compression. Dans ce cas de figure, les contraintes exercées sur la croûte lunaire ont tendance à rapprocher les roches plutôt qu’à les éloigner.

Il existe également des tremblements de Lune thermiques qui sont dus aux variations de température extrêmes entre la nuit et le jour. Ces dernières provoquent des contractions et des expansions dans la croûte lunaire, générant des séismes.

Enfin, il y a les séismes lunaires d’origine météoritique. L’énergie libérée par ces impacts se propage en effet sous forme d’ondes sismiques à travers la Lune.

pôle sud lune
Crédits : Thibault Renard/istock

L’atterrisseur d’Apollo 17

En outre, si les missions Apollo ont eu lieu il y a plusieurs décennies, les données recueillies par les sismomètres continuent d’être analysées et fournissent parfois de nouvelles informations précieuses. Plus récemment, une équipe s’est intéressée aux données enregistrées d’octobre 1976 à mai 1977 par les trois sismomètres déployés dans le cadre de la mission Apollo 17 (la dernière).

En utilisant des techniques modernes, notamment l’apprentissage automatique, des chercheurs du California Institute of Technology ont de nouveau analysé les données concernant les séismes jugés à l’époque comme étant des tremblements d’origine thermiques. Au cours de leurs travaux, ils ont identifié dans les données de nouvelles secousses qui n’étaient pas liées à ces événements. En effet, l’étude note que celles qui ne se produisaient que le matin avaient une origine différente.

En triangulant l’origine de ces tremblements de terre mystérieux, les chercheurs ont finalement réalisé qu’ils provenaient de la base de l’atterrisseur lunaire Apollo 17. La structure se dilatait et vibrait chaque matin lorsqu’elle était chauffée par le Soleil.

Les détails de ces travaux sont publiés dans le Journal of Geophysical Research – Planets.