De l’eau provenant du soleil a été trouvée sur la Lune
Une nouvelle analyse de la poussière récupérée sur la Lune suggère que l’eau liée à la surface lunaire pourrait provenir du Soleil.
Plus précisément, elle pourrait être le résultat d’un bombardement d’ions d’hydrogène provenant du vent solaire, frappant la surface lunaire, interagissant avec les oxydes minéraux et se liant à l’oxygène délogé. Le résultat est de l’eau qui pourrait se cacher dans le régolithe lunaire en quantités significatives à des latitudes moyennes et élevées.
Image d’entête : représentation schématique des ions hydrogène envoyés à grande vitesse de la surface solaire vers la surface lunaire et enrichissant la surface des particules du sol lunaire. (Groupe du professeur LIN Yangting/ Académie chinoise des sciences )
Cette découverte aura des répercussions sur notre connaissance de la provenance et de la distribution de l’eau sur la Lune, et elle pourrait même être utile pour déterminer l’origine de l’eau sur Terre.
La Lune ressemble à une boule de poussière plutôt sèche, mais de récentes études ont révélé qu’il y a en fait beaucoup plus d’eau là-haut. Il est évident qu’elle ne flotte pas dans des lacs et des lagunes, mais qu’elle est liée au régolithe lunaire, peut-être sous forme de glace dans des cratères à l’ombre permanente, et séquestrée dans des billes de verre volcanique.
Cela conduit naturellement à des questions telles que : quelle quantité d’eau y a-t-il exactement ? Comment est-elle distribuée ? Et d’où vient-elle ? La dernière question a probablement plusieurs réponses.
Une partie de cette eau pourrait provenir d’impacts d’astéroïdes. D’autres de la Terre. Toutefois, l’une des sources possibles est difficilement imaginable quand on évoque des nuages de pluie cosmique. Certes, le Soleil ne ruisselle pas vraiment d’humidité, mais son vent est certainement une source fiable d’ions hydrogène à haute vitesse. Des preuves, dont une analyse de la poussière lunaire provenant des missions Apollo, ont déjà soulevé la forte possibilité que le vent solaire soit responsable d’au moins une partie des ingrédients de l’eau sur la Lune.
Récemment, une équipe de chercheurs dirigée par les géochimistes Yuchen Xu et Heng-Ci Tian, de l’Académie chinoise des sciences, a trouvé dans les grains récupérés par la mission Chang’e 5 des éléments chimiques qui confirment l’hypothèse d’une source solaire d’eau lunaire.
Ils ont étudié 17 grains : 7 olivines, 1 pyroxène, 4 plagioclases et 5 verres. Contrairement aux échantillons de basse latitude collectés par les missions Apollo et Luna, tous ces grains provenaient d’une région de latitude moyenne de la Lune, et ils ont été collectés dans le basalte volcanique lunaire le plus jeune connu, issu du socle basaltique le plus sec.
À l’aide de la spectroscopie Raman et de la Spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie, ils ont étudié la composition chimique des bords de ces grains, l’enveloppe extérieure de 100 nanomètres du grain qui est la plus exposée au climat spatial et donc la plus altérée par rapport à l’intérieur du grain. La majorité de ces bords présentaient une concentration d’hydrogène très élevée, de 1 116 à 2 516 parties par million, et des rapports isotopiques deutérium/ hydrogène très faibles. Ces rapports sont cohérents avec les rapports de ces éléments trouvés dans le vent solaire, ce qui suggère que ce dernier a touché la Lune, déposant de l’hydrogène sur la surface lunaire.
Selon les chercheurs, la teneur en eau dérivée du vent solaire présente sur le site d’atterrissage de Chang’e 5 devrait être d’environ 46 parties par million. Cela correspond aux mesures de télédétection. Pour déterminer si l’hydrogène pouvait être préservé dans les minéraux lunaires, les chercheurs ont ensuite réalisé des expériences de chauffe sur quelques-uns de leurs grains. Ils ont constaté qu’après avoir été enterrés, les grains peuvent effectivement retenir l’hydrogène.
Enfin, les chercheurs ont réalisé des simulations sur la préservation de l’hydrogène dans le sol lunaire à différentes températures. Cela a révélé que la température joue un rôle important dans l’implantation, la migration et le dégazage de l’hydrogène sur la Lune. Cela implique qu’une quantité importante d’eau dérivée du vent solaire pourrait être conservée aux latitudes moyennes et élevées, où les températures sont plus fraîches. Un modèle basé sur ces résultats suggère que les régions polaires de la Lune pourraient être beaucoup plus riches en eau créée par le vent solaire, une information qui pourrait être très utile pour planifier les futures missions d’exploration lunaire.
Selon le cosmochimiste Yangting Lin de l’Académie chinoise des sciences :
Les sols lunaires polaires pourraient contenir plus d’eau que les échantillons de Chang’e 5. Cette découverte est d’une grande importance pour l’utilisation future des ressources en eau sur la Lune. De plus, grâce au tri des particules et au chauffage, il est relativement facile d’exploiter et d’utiliser l’eau contenue dans le sol lunaire.
L’étude publiée dans PNAS : High abundance of solar wind-derived water in lunar soils from the middle latitude et présentée sur le site de l’Académie chinoise des sciences : Researchers Discover Solar Wind-derived Water in Lunar Soils.