La Lune rétrécit : elle a perdu 45 mètres de rayon et il y a plus de 10 000 jeunes failles dans la croûte
La Lune a perdu environ 45 mètres de rayon en 400 à 800 millions d'années, laissant plus de 10 000 jeunes failles visibles. Voici pourquoi
Quarante-cinq mètres en centaines de millions d'années. C’est la quantité qu’aurait perdu le rayon de la Lune alors que son intérieur continuait lentement à se refroidir et à se contracter. Le chiffre provient d'une nouvelle étude publiée dans Le journal des sciences planétairesqui a cartographié plus de 10 000 jeunes failles réparties sur la surface de notre satellite.
Bref, la Lune rétrécit. Très, très lentement. En étalant la contraction estimée sur l'intervalle de temps considéré par les auteurs, on obtient environ 6 à 11 centimètres par million d'années, soit seulement 0,06 à 0,11 micromètres par an. Il s'agit d'une vitesse moyenne dérivée de la contrainte accumulée dans la croûte, et non d'une mesure directe de la contraction réelle. Et ce n’est une petite distinction qu’en apparence.
Les travaux sont dirigés par Thomas R. Watters, scientifique émérite du Centre d'études terrestres et planétaires du Smithsonian National Air and Space Museum, aux côtés de Maria Banks, Cole Nypaver et Mark Robinson. Les auteurs ont travaillé sur des images collectées par la Lunar Reconnaissance Orbiter Camera, qui observe la surface lunaire depuis plus de 17 ans depuis la mission LRO de la NASA. Des millions d'images qui, faille après faille, ont permis de reconstituer une contraction bien plus répandue qu'elle n'apparaissait il y a quelques années, comme l'explique le Smithsonian dans la présentation de la recherche.
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La Lune a perdu environ 45 mètres de rayon
Le mécanisme commence bien sous la surface. L’intérieur de la Lune retient encore la chaleur, mais continue de la perdre lentement. À mesure que le satellite se refroidit, son volume diminue et sa croûte rigide doit s'adapter à cette contraction. Il ne peut pas simplement s'effondrer gracieusement. Par endroits, il se brise et un bloc de croûte est poussé sur le bloc voisin, formant des failles inversées et des escarpements pouvant s'élever sur des dizaines de mètres.
Parmi ceux analysés dans l'étude figurent par exemple l'escarpement de Pitiscus, avec un relief maximum d'environ 56 mètres, celui de Fowler, d'environ 45 mètres, et celui de Mouchez, qui atteint environ 116 mètres. Leur répartition révèle une déformation qui affecte pratiquement l'ensemble du satellite. La nouvelle estimation situe la diminution du rayon de la Lune à environ 45 mètres au cours des 400 à 800 millions d'années. Une quantité infime comparée aux quelque 1 737 kilomètres du rayon de la Lune, mais suffisante pour laisser des milliers de cicatrices à la surface.
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Plus de 10 000 jeunes failles
La carte construite par les auteurs contient plus de 10 000 jeunes failles. Watters a admis que leur nombre est beaucoup plus élevé qu'il ne l'imaginait et estime qu'il est plausible que, à mesure que l'intérieur continue de se refroidir, certaines failles continuent de croître et d'autres puissent encore se former.
Les jeunes, bien sûr, doivent être lus avec le calendrier d'un corps céleste. Des études antérieures sur les pentes lunaires avaient déjà indiqué des structures géologiquement récentes, certaines présentant des preuves d'activité au cours des dernières dizaines de millions d'années.
Et c’est là qu’interviennent les tremblements de terre lunaires. Entre 1969 et 1977, les sismomètres laissés par les missions Apollo ont enregistré 28 tremblements de terre superficiels. En 2019, Watters et ses collègues ont réanalysé ces données : huit événements étaient compatibles avec la localisation de jeunes failles et six se sont produits lorsque la Lune était proche de l'apogée, où les contraintes de marée dues à la gravité terrestre peuvent aider à pousser une faille déjà stressée vers le glissement. Ceci s'explique par l'étude publiée dans Nature Geoscience et l'analyse des tremblements de terre lunaires par la NASA.
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Cela signifie que la Lune pourrait encore être tectoniquement active, même si son fonctionnement est très différent de celui de la Terre. Sur notre planète, la plupart des tremblements de terre sont liés aux marges des plaques tectoniques. La Lune ne possède pas de système global de plaques mobiles comparable au nôtre : la contraction peut donc produire des failles dispersées dans des régions très différentes de la surface.
Certaines zones de la Lune semblent plus stables que d’autres
Les défauts ne sont cependant pas tous répartis de la même façon. En comparant leur localisation avec des cartes de l'épaisseur de la croûte lunaire, les auteurs ont trouvé moins de structures dans les régions où la croûte est plus épaisse. L'étude propose également une explication à une bizarrerie de l'histoire géologique de la Lune : une contraction généralisée semble s'être produite relativement tard. Une croûte ancienne très épaisse, poreuse et fracturée pourrait avoir longtemps fonctionné comme une sorte de couverture thermique, ralentissant la dispersion de la chaleur interne et donc la contraction. Comprendre où se concentrent les failles lunaires et les tremblements de terre présente un grand intérêt, même en dehors des manuels de géologie planétaire.
Une étude de 2024 consacrée au pôle sud lunaire, l'une des régions centrales des programmes d'exploration humaine, a montré qu'un séisme de surface suffisamment fort pourrait produire des secousses importantes et favoriser les glissements de terrain du régolithe, la couche de poussière et de fragments de roche qui recouvre la surface. Les auteurs invitent donc à prendre en compte la sismicité lors du choix des sites pour toute infrastructure permanente.
Pas d'inquiétude cependant pour ce que l'on voit depuis la Terre : 45 mètres répartis sur des centaines de millions d'années ne modifient sensiblement ni l'aspect de la Lune ni les marées. Pour ceux qui devront un jour placer des modules, des instruments et des habitats sur le sol lunaire, ces quelques centimètres tous les millions d'années n'ont presque aucune importance. Les milliers de défauts qu’ils laissent derrière eux, décidément moins.
