Comprendre l'aimantation des échantillons lunaires

Quatre échantillons de roches lunaires recueillis lors des missions Apollo et fournis par la NASA sont actuellement à l'étude à Poitiers durant quelques jours. Pour vérifier une hypothèse sur l'origine du champ magnétique de la Lune, une simulation expérimentale a été mise au point par un consortium de chercheurs français: le Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (Université Paul Cézanne / CNRS / IRD / Collège de France / Université de Provence), le Laboratoire de combustion et de détonique (CNRS) et le Laboratoire pour l'application des lasers de puissance (CNRS). Les scientifiques font subir aux roches lunaires placées dans un champ magnétique contrôlé des chocs induits par impulsion laser, puis ils analysent l'aimantation ainsi acquise par ces roches. Ils espèrent prouver que le champ magnétique lunaire peut avoir pour origine des impacts d'astéroïdes.


Contrairement aux champs magnétiques terrestre ou martien, le champ magnétique de la Lune est très hétérogène et le mystère reste entier sur son origine. Une publication américaine de 2008 propose un modèle numérique de l'origine du magnétisme lunaire. L'hypothèse avancée depuis les années 1970 voulait que ce champ magnétique résulte de l'activité d'une “dynamo lunaire” (Génération d'un champ magnétique global par convection de liquides conducteurs dans le noyau) qui se serait arrêtée il y a 3 ou 4 milliards d'années. Le modèle proposé en 2008 est tout autre: les chocs produits par chute d'objets cosmiques pourraient aimanter la surface lunaire et expliquer ce champ magnétique.

Un champ magnétique transitoire est créé lors d'impacts de comètes ou d'astéroïdes sur la surface lunaire. Ce champ est maximal à l'antipode du choc, où convergent par ailleurs les ondes de choc causées par l'impact. Les scientifiques américains ont proposé que ces deux processus simultanés entraînent l'aimantation de la zone antipodale à l'impact. Le principe est identique à celui d'un dictaphone: l'onde de choc revient à appuyer sur le “bouton d'enregistrement” de la roche lunaire, celle-ci pouvant alors recueillir le “son” c'est à dire le champ magnétique transitoire créé par l'impact. Ce champ magnétique, plus ou moins intense selon la puissance du choc, est donc conservé par la roche lunaire concernée. Le magnétisme cartographié aujourd'hui par les satellites en orbite autour de la Lune est proportionnel à cette aimantation rémanente.

Une équipe de chercheurs, soutenue par le Programme national de planétologie (CNRS-INSU / CNES), tente aujourd'hui de valider expérimentalement cette hypothèse, cohérente avec l'hétérogénéité de la carte magnétique lunaire. Ce consortium français simule les impacts des météorites sur notre satellite grâce à des chocs laser sur de petits échantillons lunaires fournis par la NASA. Ces chocs sont effectués en champ magnétique contrôlé. En variant la puissance du laser et celle de ce champ magnétique contrôlé, les scientifiques espèrent mesurer des aimantations analogues à celles observées sur la Lune. Les résultats de ces expériences seront essentiels pour la reconnaissance des aimantations de choc dans l'étude des échantillons Apollo en cours depuis les années 1970.