La Lune pourrait peut-être redevenir volcaniquement active

La Lune semble dépourvue d’activité volcanique récente mais cela pourrait changer dans le futur. Grâce à l'étude des données sismologiques lunaires et à la reconstitution des roches dans les conditions du manteau de la Lune à l’aide des rayons X de l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) de Grenoble, une équipe de chercheurs montre que notre satellite naturel pourrait connaître à nouveau un volcanisme.
Depuis que des sismomètres y ont été installés, on sait que la Lune subit des tremblements. Le premier de ces instruments a été posé lors de la mission Apollo 11 et depuis, on ne cesse d’étudier les enregistrements hérités des missions Apollo. Les 380 kg de roches ramenées sur Terre par les astronautes font elles aussi l’objet, encore de nos jours, de multiples travaux de recherches. Elles gardent dans leurs minéraux et leurs abondances isotopiques bien des secrets sur l’origine, la structure et l’évolution de la Lune. On tente de lire dans ces archives pour reconstituer l’histoire du champ magnétique lunaire, ou encore, pour mieux comprendre la composition de son manteau.

Pendant longtemps, il y a eu un débat pour savoir si les cratères lunaires étaient d’origine volcanique ou le résultat d’impacts de météorites et d’astéroïdes. L’ère des missions spatiales a permis de trancher en montrant que la majorité des cratères lunaires étaient bel et bien des cratères d’impacts. Mais certaines des caractéristiques de la surface de la Lune font effectivement intervenir des processus volcaniques, comme Haroun Tazieff le pensait.

Ainsi, la mission Apollo 17 a permis de ramener sur Terre des échantillons de sols lunaires provenant de ce qu’on appelle des dark mantle deposits (DMD). Les plus connus sont ceux du cratère Shorty avec le fameux « sol orange ». Les analyses ont montré la présence de gouttelettes de verre volcanique riche en titane provenant de véritables fontaines de lave s’étant produites il y a plus de 3,5 milliards d’années. On a des raisons de penser que ces laves sont issues d’un magma dont l’origine se trouve à plus de 400 km de profondeur. C’est donc l’une des sources d’information dont nous disposons sur le manteau de la Lune.

Or, si l’on combine les données sismologiques et les données minéralogiques sur l’intérieur de la Lune, on est conduit à une énigme. En effet, il semble qu’au moins 30 % du manteau lunaire, plus précisément la partie profonde juste au-dessus du noyau, soit partiellement fondue. Comment se fait-il que l’on n’observe pas d’éruptions volcaniques récentes, même vieilles de quelques millions d’années, suite à des remontées de magma comme c’est le cas sur Terre ?

Un article récemment publié dans Nature Geoscience fait la lumière sur cette énigme en proposant les bases d'une explication possible.

Un groupe de chercheurs français et hollandais a commencé par recréer en laboratoire des roches microscopiques du manteau lunaire. Il s’agissait de faire des copies de celles ramenées sur Terre. La seconde étape a consisté à porter ces échantillons à des températures et des conditions de pressions similaires à celles régnant dans le manteau puis d’estimer leur densité à l’aide du faisceau de rayons X le plus puissant au monde, disponible à l’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) de Grenoble. Pour cela, les échantillons ont été placés dans une sorte de presse à enclume de diamants et ils ont été chauffés à l’aide d’une résistance électrique. De cette façon, il a été possible de simuler jusqu’aux conditions régnant dans le manteau profond de la Lune, c'est-à-dire des températures de 1.500 °C et des pressions de 45.000 bars.

Les informations disponibles dans les faisceaux de rayons X passant à travers ces échantillons ont finalement été utilisées en complément de celles fournies par des méthodes dites de dynamique moléculaire, qui permettent de simuler sur ordinateur et à peu de frais le comportement des solides et des liquides dans des conditions de pressions et de températures extrêmes, pour en déduire la densité des roches partout dans le manteau lunaire.

D’après les chercheurs, il semble désormais probable que le manteau profond, même s'il est partiellement fondu, soit trop dense en raison de son enrichissement en titane, pour que des panaches de matière fondue remontent en surface sous l’effet de la pression d’Archimède. Toutefois, la Lune n’ayant pas encore achevé son refroidissement, il devrait arriver un point dans son histoire où les conditions physicochimiques dans le manteau devraient être telles que du magma pourrait remonter en surface.

Si les chercheurs ont raison, la Lune devrait donc avoir un regain d’activité volcanique dans le futur. Mais l’humanité existera-t-elle encore pour assister à cet événement ?