La présence et l’origine de l’eau à la surface de la Lune constituent un sujet d’intérêt scientifique croissant, notamment en ce qui concerne la future exploration spatiale et la possibilité d’utiliser les ressources lunaires. De nouvelles recherches suggèrent que l’eau lunaire provient en grande partie du vent solaire – un flux constant de particules chargées émises par le Soleil – et que sa distribution est fortement influencée par la latitude de la Lune et la maturité de son sol (régolithe).
Principales conclusions de la mission Chang’e-6
Une équipe de chercheurs de l’Institut de géologie et de géophysique de l’Académie chinoise des sciences (IGGCAS) a analysé des échantillons de sol lunaire renvoyés par la mission chinoise Chang’e-6, ce qui marquait la première collecte de matériaux sur la face cachée de la Lune. Les échantillons ont révélé des concentrations étonnamment élevées d’hydroxyle (OH) et d’eau (H2O) et des rapports deutérium/hydrogène (D/H) exceptionnellement faibles. Ces caractéristiques concordent fortement avec la théorie selon laquelle l’eau lunaire provient du vent solaire.
En comparant ces échantillons à ceux de la mission chinoise Chang’e-5 (collectés à une latitude similaire du côté proche) et des missions Apollo de la NASA (à des latitudes plus basses), la recherche indique un approvisionnement en eau d’origine mondiale provenant du vent solaire, avec sa distribution dictée principalement par la latitude et la maturité du régolithe – une mesure de la façon dont le sol lunaire a été altéré et altéré.
Le rôle de la latitude et de la maturité du régolithe
La Latitude, étroitement liée à la température, semble être un facteur majeur. Des observations antérieures de la mission indienne Chandrayaan-1 utilisant l’instrument Moon Mineralogy Mapper (M3) ont initialement montré une concentration d’hydroxyle à des latitudes plus élevées. Bien que des analyses ultérieures aient produit des résultats contradictoires, les résultats de Chang’e-6 renforcent ce lien. Les échantillons provenant de latitudes plus élevées ont tendance à retenir plus d’eau.
La maturité du régolithe joue également un rôle important. Les régolithes plus matures, qui ont été exposés aux intempéries spatiales et au rayonnement solaire pendant de plus longues périodes, ont tendance à retenir des concentrations d’eau plus élevées. Les échantillons Chang’e-6 ont montré des signaux d’absorption d’eau plus forts et une maturité de régolithe plus élevée que ceux de la mission Chang’e-5, même s’ils contenaient des quantités d’eau similaires au niveau des grains.
Le défi de mesurer l’eau lunaire
Déterminer avec précision l’abondance et la répartition des eaux de surface lunaire est une tâche difficile. Des tentatives antérieures d’analyse de données globales à l’aide de différentes méthodes de correction thermique ont abouti à des conclusions contradictoires. Les chercheurs ont souligné que l’analyse directe en laboratoire des échantillons de sol lunaire renvoyés fournit les données les plus fiables.
Combler le fossé des connaissances sur la face cachée de la Lune
Avant les missions lunaires chinoises, la compréhension de la composition de la face cachée de la Lune se limitait aux données de télédétection. Les échantillons d’Apollo et de Luna ont fourni des informations précieuses sur la teneur en eau et son origine, mais ont été collectés à des latitudes plus basses. La mission chinoise Chang’e-5 (2020) a renvoyé de la terre provenant d’un site de latitude moyenne sur la face visible, et la récente mission Chang’e-6 a fourni des échantillons provenant d’un site de latitude moyenne sur la face cachée. Ces échantillons permettent des comparaisons directes entre les deux faces de la Lune, améliorant ainsi notre compréhension de la distribution de l’eau.
Méthodes analytiques et résultats
Les chercheurs ont utilisé deux méthodes analytiques clés pour étudier les échantillons de Chang’e-6 :
- Mesures spectrales : Quantification de la teneur globale en OH/H2O, révélant une concentration globale de 183 ± 34 ppm.
- Profilage de profondeur NanoSIMS : Mesure des abondances d’hydrogène et des rapports D/H à l’échelle microscopique des grains. Cette analyse a révélé des concentrations élevées d’hydrogène (1 000 à 17 500 ppm) et des valeurs δD extrêmement faibles (jusqu’à −983‰) – des preuves solides de l’origine du vent solaire.
Implications pour l’exploration lunaire future
Ces résultats suggèrent que l’eau de surface lunaire est probablement plus abondante dans les régolithes très matures aux latitudes plus élevées. Comprendre cette relation est crucial pour planifier les futurs efforts d’utilisation des ressources lunaires. La recherche souligne l’importance de prendre en compte à la fois la latitude et la maturité du régolithe lors de la prospection d’eau sur la Lune.
La collaboration de recherche a impliqué l’Institut de physique technique CAS de Shanghai, l’Institut de géochimie CAS et l’Académie chinoise des systèmes et de l’innovation aérospatiaux. >En fin de compte, cette étude constitue une avancée significative dans la compréhension de l’origine et de la distribution de l’eau lunaire et de son potentiel pour soutenir les futurs efforts spatiaux.
