Nous pensons à la Lune comme à un endroit sec et poussiéreux, mais au fil des ans, les scientifiques ont appris que le satellite de la Terre est en fait plutôt chargé d’eau – dans les dépôts volcaniques, dans ses pôles froids, dans l’ombre permanente de ses cratères.
Mais il semble que l’eau se soit également cachée ailleurs, en grande abondance : dans le sous-sol lunaire, à quelques centimètres seulement de la surface de la Lune.
Nous avions des indices qu’elle était là. Cassini en a détecté des traces lors de son passage en 1999. La sonde Deep Impact de la NASA l’a détectée lors de son passage en 2009, tout comme la sonde lunaire indienne Chandrayaan-1. Mais la source de cette eau était inconnue – les scientifiques pensaient qu’elle avait été déposée là, peut-être par le vent solaire ou des météoroïdes de passage.
Il n’était pas vraiment envisagé que l’eau de surface puisse avoir été là depuis le début. Mais de nouvelles recherches ont révélé qu’elle l’était probablement.
En 2013 et 2014, la sonde LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) de la NASA a tourné autour de la Lune, utilisant son spectromètre de masse neutre (NMS) pour prendre des mesures de l’atmosphère très fine de la Lune. Il a effectué 736 détections positives d’eau.
Deux cent quatorze d’entre elles constituaient 33 rejets d’eau inhabituellement élevés – dont 29 coïncidaient avec des flux annuels connus de météorites, avec de nombreux petits impacts lunaires. Donc, un météoroïde frappe la Lune ; d’une manière ou d’une autre, de l’eau apparaît. Mais les météoroïdes ne contiennent-ils pas de l’eau ?
Eh bien, oui. Mais pas assez pour créer les abondances observées dans l’atmosphère lunaire.
“Pour expliquer les intensités relativement importantes des événements détectés, notre analyse révèle que les impacts doivent produire une quantité d’eau de 5,4 à 12,8 fois la masse de l’impacteur. L’impacteur lui-même ne peut pas être la source principale de l’eau observée, car sa teneur en eau ne représente que quelques dixièmes à quelques pour cent de sa masse globale”, écrivent les chercheurs dans leur article.
“Au lieu de cela, elle provient très probablement de l’eau adsorbée sur les grains de régolithe qui est désorbée par l’onde de choc qui s’étend sur le site de l’impact.”
Alors qu’en est-il de ces quatre rejets d’eau qui ne coïncident pas avec des flux météoriques connus ? Selon les chercheurs, ils pourraient indiquer des flux météoriques que nous ne connaissons pas.
En analysant la quantité d’eau libérée, l’équipe de recherche a conclu que les huit centimètres supérieurs (trois pouces) du régolithe lunaire sont aussi secs que les os d’une momie.
Toutefois, plus profondément que cela – et au moins jusqu’à une profondeur de trois mètres – l’eau est uniformément répartie, à des concentrations pouvant atteindre 0,05 %. Il s’agit de la limite inférieure du point de flétrissement permanent ici sur Terre, donc encore assez sec. Mais pas complètement sec, comme on le pensait auparavant.
L’équipe a également calculé la quantité d’eau perdue chaque année à cause des impacts lunaires, et est parvenue à un chiffre de 200 tonnes. Cela semble indiquer que la Lune a toujours, ou presque toujours, eu beaucoup d’eau.
“La Lune – et en particulier les régions ombragées en permanence – a très probablement un régime de perte nette d’eau”, ont écrit les chercheurs. “Pour maintenir ce taux de perte au cours des temps géologiques, l’eau doit avoir été livrée il y a longtemps, ou bien elle était présente lors de la formation lunaire.”
Cela nous aidera-t-il à établir une base lunaire ? Eh bien, peut-être. Il ne sera peut-être pas pratique d’extraire cette eau, par exemple – mais cela pourrait nous orienter vers une meilleure compréhension de l’origine de l’eau sur la Lune, et de la façon dont elle s’épuise progressivement.
Les recherches ont été publiées dans Nature Geoscience.