Le granit se cache probablement sous la surface de la Lune

Le complexe volcanique Compton-Belkovich de la Lune, montré sur cette image de Lunar Reconnaissance Orbiter, pourrait abriter la plus grande masse de granit découverte au-delà de la Terre.

Université d'État de l'Arizona, GSFC/NASA

Par Katherine Kornei

19 juillet 2023 à 9h00

Attention à Yosemite : la lune possède sa propre exposition rocheuse impressionnante.

Un énorme morceau de granit, mesurant environ 50 kilomètres de large, pourrait être enfoui sous la surface lunaire, ont rapporté des chercheurs le 5 juillet dans Nature. Trouver un tel monstre, de loin la plus grande structure granitique repérée au-delà de la Terre, est une surprise étant donné que la formation de ce type de roche nécessite généralement une tectonique des plaques ou une eau abondante.

Lorsque les astronautes d’Apollo ont atterri sur la Lune dans les années 1960 et 1970, ils ont découvert des panoramas dominés par le basalte. La roche ignée est une substance courante sur la Lune et sur notre planète, explique Matthew Siegler, planétologue au Planetary Science Institute de Tucson. "Tout commence comme du basalte."

Mais avec le temps, avec suffisamment de chaleur et de pression, le basalte peut fondre et se transformer en granit plus durable. La tectonique des plaques et l'eau, deux piliers sur Terre, contribuent souvent à faciliter cette transformation : les forces tectoniques peuvent aider à entraîner les roches en profondeur, là où il fait plus chaud, et l'eau, agissant comme un sel, aide les roches à fondre à des températures plus basses (SN : 1/13/ 21).

Comme la Lune n'a pas de tectonique des plaques et très peu d'eau, il serait inattendu d'y trouver de grandes quantités de granit, explique Siegler. En effet, sur les quelque 380 kilogrammes de roches lunaires (environ le poids d’un gros ours) ramenées sur Terre par les astronautes d’Apollo, seule une poignée de morceaux de taille millimétrique sont du granit (SN : 15/07/19). «C'est tout notre inventaire», explique Siegler.

Mais Siegler et ses collègues disposent désormais de preuves solides qu'un énorme morceau de granit pourrait se cacher sous la surface de la Lune. L'équipe a analysé les données micro-ondes collectées sur la face cachée de la Lune par les orbiteurs lunaires chinois Chang'e-1 et Chang'e-2 et a découvert un point chaud géothermique environ 9 degrés Celsius plus chaud que prévu. Des températures élevées sont souvent un indicateur de granite, explique Siegler, car l'uranium et le thorium – des éléments radioactifs qui se désintègrent avec le temps et libèrent de la chaleur – ont tendance à s'agréger dans la roche.

Pour estimer la taille d'un morceau de granit pourrait se trouver sous la région, connue sous le nom de complexe volcanique Compton-Belkovich, les chercheurs ont effectué des simulations informatiques de différentes tailles de granit enfouies à différentes profondeurs. L'équipe a conclu qu'un morceau de granit ellipsoïdal d'environ 50 kilomètres de large et 25 kilomètres de haut, coiffé d'un plus petit ellipsoïde de granit, le tout enfoui à quatre kilomètres sous la surface lunaire, expliquait le mieux les observations de Chang'e-1 et Chang'e-2.

La grande question est de savoir comment un tel édifice s’est formé. Une idée proposée par Siegler et ses collègues est qu’un panache du manteau – une colonne de roche en fusion – persistait autrefois sous le complexe volcanique Compton-Belkovich. Ce panache aurait transformé une partie du basalte de la région en granit.

Sur Terre, les panaches du manteau se combinent avec le mouvement des plaques tectoniques pour créer des chaînes d'îles comme Hawaï, explique Siegler (SN : 19/09/11). Mais sur la Lune, où il n’y a pas de tectonique des plaques, un panache du manteau ne ferait que réchauffer continuellement une région, dit-il. "Vous obtenez une seule tache de croûte qui continue de rôtir."

Il s'agit d'une découverte intrigante qui devrait être suivie d'une mission lunaire, déclare Brad Jolliff, planétologue à l'Université Washington de Saint-Louis, qui n'a pas participé à la nouvelle étude. "C'est mûr pour une mission robotique dotée d'un petit rover capable de tester de près certaines de ces propriétés."

C’est exactement ce que les scientifiques envisagent de faire dans les prochaines années. La mission Lunar Vulkan Imaging and Spectroscopy Explorer de la NASA, ou Lunar-VISE, dont le lancement est prévu d'ici 2027, atterrira au sommet de l'un des dômes de Gruithuisen. Situées sur la face visible de la Lune, ces formations volcaniques contiendraient également du granit. Lunar-VISE sera en mesure d'examiner de près la composition chimique de la région, a déclaré Kerri Donaldson Hanna, chercheuse principale de la mission, géologue planétaire à l'Université de Floride centrale à Orlando.