En décembre 2020, la mission chinoise Chang’e-5 rapportait sur Terre 1,731 kg de roches lunaires. Il s’agissait alors du premier retour d’échantillons de la Lune en 44 ans. Comme rapporté dans la revue Science, les premières analyses montrent que le matériau est beaucoup plus jeune que les échantillons d’Apollo.
La Chine a déjà posé plusieurs atterrisseurs et rovers sur la surface lunaire dans le cadre de son programme d’exploration. La mission Chang’e 5, la dernière en date, était peut-être la plus ambitieuse. Tout comme les missions Apollo il y a cinquante ans, elle visait à rapporter des échantillons sur notre planète. Le vaisseau s’est posé avec succès il y a près de deux ans et quelques semaines plus tard, il a renvoyé près de deux kilogrammes de roche.
Pour sa mission Chang’e 5, la Chine avait jeté son dévolu sur un grand gisement volcanique appelé Oceanus Procellarum, considéré comme l’une des zones les plus jeunes de la surface de la Lune. Mais quel âge a-t-il précisément ?
Environ deux milliards d’années
L’âge d’un corps rocheux peut être estimé en fonction du nombre de cratères. Concrètement, plus un corps existe depuis longtemps, plus sa surface est bombardée. Toutefois, ce n’est pas une mesure très précise. À titre d’exemple, jusqu’à présent, les estimations basées sur le nombre de cratères de la région variaient de 3,2 milliards d’années à seulement 1,2 milliard.
Cette fois, l’âge absolu de ces nouveaux échantillons a pu être déterminé par datation radiométrique. Il s’agit d’une méthode visant à calculer les proportions relatives d’isotopes radioactifs particuliers (éléments avec plus ou moins de particules dans le noyau atomique que la substance standard) contenus dans les roches.
Les échantillons utilisés pour la nouvelle étude contenaient un mélange de plusieurs minéraux (clinopyroxène, plagioclase, olivine, quartz, cristobalite et ilménite). Sur ce point, la composition globale est cohérente avec d’autres dépôts volcaniques sur la Lune. En revanche, les résultats indiquent que l’un des échantillons avait 1,893 ± 0,280 milliard d’années et l’autre 1,966 ± 0,059 milliard d’années. La combinaison de toutes ces données produit un âge de 1,963 ± 0,059 milliard d’années. À titre de comparaison, toutes les roches volcaniques collectées par Apollo avaient plus de trois milliards d’années.
Ces nouveaux travaux sont importants pour plusieurs raisons. Tout d’abord, il est désormais possible d’étudier des échantillons d’une période de l’histoire lunaire que nous n’avions pas auparavant. Ici, les chercheurs n’ont isolé aucune preuve de concentrations élevées d’éléments radioactifs producteurs de chaleur dans le manteau qui auraient pu entraîner l’éruption ayant livré ce « jeune » matériau en surface. D’autres explications seront donc nécessaires pour résoudre ce mystère.
Le deuxième aspect important de cette étude est que la Lune peut utilisée pour affiner nos modèles visant à mieux appréhender les surfaces d’autres planètes.
