Une nouvelle analyse du sol lunaire récupérée par la mission chinoise Chang’e-6 révèle la première preuve directe d’hématite cristalline (α-Fe₂O₃) et de maghémite (γ-Fe₂O₃) formées par un événement d’impact majeur. Cette découverte, publiée dans Science Advances, remet en question l’hypothèse de longue date selon laquelle la surface de la Lune est principalement dans un état réduit et fournit des informations cruciales sur l’évolution de la planète.
Le puzzle de l’oxydation lunaire
Pendant des décennies, les scientifiques ont cru que l’environnement et l’intérieur de la Lune ne réunissaient pas les conditions nécessaires à une oxydation significative. Le fer sur la Lune devait exister principalement sous ses formes ferreuses (Fe²⁺) ou métalliques (Fe⁰). Cependant, des études orbitales récentes suggèrent la présence d’hématite dans les régions de haute latitude, créant ainsi un débat scientifique. Des recherches antérieures sur des échantillons de la mission Chang’e-5 ont découvert de la magnétite (Fe₃O₄) générée par impact, faisant allusion à des environnements oxydants localisés lors de la modification de la surface.
Malgré ces découvertes, la preuve minéralogique concluante de minéraux fortement oxydants comme l’hématite restait insaisissable. L’étendue des processus d’oxydation et la prévalence des minéraux oxydés sur la surface lunaire restent floues.
Les échantillons de Chang’e-6 révèlent de nouvelles preuves
La mission Chang’e-6, qui a réussi à récupérer des échantillons de sol du bassin Pôle Sud-Aitken (SPA), a fourni l’opportunité de rechercher des substances hautement oxydées formées lors d’événements d’impact majeurs. Le bassin SPA, l’un des cratères d’impact les plus grands et les plus anciens du système solaire, offre un laboratoire naturel idéal pour étudier les réactions d’oxydation.
Les chercheurs ont identifié des grains d’hématite de taille micrométrique dans le sol lunaire de Chang’e-6. En utilisant la microscopie électronique à microzones, la spectroscopie de perte d’énergie électronique et la spectroscopie Raman, ils ont confirmé la structure cristalline et les caractéristiques uniques de ces particules d’hématite, vérifiant qu’il s’agit de composants lunaires primaires plutôt que de contaminants terrestres.
Comment les impacts entraînent l’oxydation
L’étude propose que la formation d’hématite soit étroitement liée aux événements d’impact majeurs de l’histoire lunaire. Les températures extrêmes générées par des impacts importants vaporisent les matériaux de surface, créant un environnement transitoire à haute fugacité d’oxygène. Ce processus provoque également la désulfuration de la troilite, libérant des ions de fer qui sont ensuite oxydés dans un environnement à haute fugacité et subissent un dépôt en phase vapeur, formant une hématite cristalline de la taille du micron. Cette hématite coexiste avec la magnétite magnétique et la maghémite.
Implications pour le magnétisme lunaire
L’origine des anomalies magnétiques généralisées sur la surface lunaire, y compris celles du nord-ouest du bassin SPA, reste mal expliquée. Compte tenu de la corrélation entre les processus d’oxydation et la formation de minéraux porteurs magnétiques, cette étude fournit des preuves clés basées sur des échantillons pour clarifier les porteurs et l’histoire évolutive de ces anomalies magnétiques lunaires.
Cette recherche fait progresser notre compréhension de l’évolution lunaire en remettant en question la croyance de longue date selon laquelle la surface lunaire est entièrement réduite. Les résultats offrent des indices cruciaux pour déchiffrer l’évolution des anomalies magnétiques lunaires et les mécanismes sous-jacents aux événements d’impact majeurs.
