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De l’eau peut être créée à la surface de la Lune par la magnétosphère terrestre

Des scientifiques ont trouvé la première preuve que des particules en provenance de la Terre pouvaient former de l’eau à la surface de son satellite naturel.

Avant les missions Apollo, tout le monde pensait que la surface de la Lune était sèche comme un désert à cause des températures et des conditions extrêmes de l’environnement spatial. Depuis, diverses études ont montré la présence d’eau sur notre lune : de la glace à l’ombre des cratères polaires, de l’eau emprisonnée dans des roches volcaniques ou des dépôts de fer rouillés inattendus dans le sol lunaire. Malgré ces découvertes, il n’y a toujours pas de véritable confirmation de l’étendue ou de l’origine de cette eau.

Champ magnétique protecteur
Champ magnétique protecteur. Source : ESA

La théorie dominante est que des ions hydrogènes, chargés positivement, sont propulsés par les vents solaires, bombardent la surface de la Lune et réagissent spontanément pour créer de l’eau sous forme moléculaire ou sous forme d’ion hydroxyde. Cependant, une nouvelle étude internationale, publiée dans Astrophysical Journal Letters, soumet l’idée que les vents solaires ne sont pas la seule source d’ions à l’origine de l’eau. Les chercheurs ont montré que des particules en provenance de la Terre pouvaient planter les graines de la formation de l’eau à la surface de la Lune. Cela impliquerait que d’autres planètes pourraient contribuer à l’apparition de l’élément sur leurs satellites.

L’eau dans l’espace

L’eau est beaucoup répandue dans l’espace que ne le pensaient au départ les astronomes. De la surface de Mars, aux lunes de Jupiter en passant par les anneaux de Saturne, les comètes, les astéroïdes et Pluton, l’eau a même été détectés dans des nuages bien au-delà de notre système solaire. On supposait auparavant que l’eau avait été incorporée dans les objets à la création du système solaire, mais il est de plus en plus évident que le fonctionnement de l’espace est bien plus dynamique.

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Bien que le vent solaire soit une source évidente de l’eau sur la Lune, les modèles informatiques prédisent que la moitié de celle-ci devrait s’évaporer et disparaître des régions de hautes latitudes durant les trois jours de pleine lune, lorsque celle-ci passe dans la magnétosphère terrestre. Étrangement, selon les analyses effectuées par le satellite Chandrayaan-1 et son outil Moon Mineralogy Mapper (M3), l’eau ne disparaît pas durant cette période. Selon les scientifiques, pendant la période de pleine lune, lorsque la Terre protège le satellite avec son champ magnétique, l’eau ne devrait pas se régénérer aussi rapidement qu’elle disparait. Les chercheurs ont découvert que ce n’était pas le cas.

Vents solaires et vents de la Terre

En comparant de nombreuses données cartographiques de l’eau sur la Lune, pendant et avant le passage dans la magnétosphère, les chercheurs ont soumis l’idée que l’eau lunaire pouvait être rechargée par un flot d’ions de la magnétosphère, appelé « vent de la Terre ». Le satellite Kaguya a confirmé la présence de ces ions terrestres à proximité de la Lune, tandis que le satellite Themis-Artemis a observé les profils caractéristiques des ions provenant des vents solaires et terrestres.

Les observations de Kaguya pendant la pleine lune montrent une grande concentration d’isotopes de l’oxygène en provenance de notre couche d’ozone dans le sol lunaire ainsi qu’une grande quantité d’ions hydrogènes dans notre atmosphère éloignée appelée exosphère. Ces particules sont fondamentalement différentes de celles présentes dans les vents solaires. Les résultats de cette étude vont donc à l’encontre de la théorie du bouclier. Ils suggèrent que la magnétosphère elle-même contribue à l’alimentation de la Lune en eau.

Une nouvelle voie de recherche

À la lumière de ces découvertes, les futures études sur les vents solaires et planétaires pourront nous en apprendre plus sur l’évolution de l’eau dans notre système solaire et les potentiels effets des vents solaires et magnétosphères sur les autres lunes et corps célestes.

Mener ces recherches nécessitera de nouveaux satellites équipés de spectromètres dédiés à l’analyse des ions hydroxyde et de l’eau. Cela demandera également des capteurs de particules en orbite autour de la Lune, mais aussi à sa surface pour confirmer pleinement cette théorie. Ces outils permettront de prévoir quelles seraient les meilleures régions exploitables et les plus propices à l’installation d’une base avancée.

Les données pourraient aussi servir à mieux préparer les missions à venir et mieux assurer la protection des êtres humains et satellites contre les dangers des rayonnements de particules.

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