Des roches lunaires rapportées par les missions Apollo présentent des signatures magnétiques étonnantes.
Une étude récente propose que ces phénomènes résultent d'un impact majeur ayant temporairement amplifié le champ magnétique lunaire. Cette hypothèse est soutenue par des simulations informatiques élaborées par des chercheurs du MIT.
L'équipe de recherche a modélisé les conséquences d'un impact similaire à celui qui a formé le bassin Imbrium. Les résultats indiquent qu'un tel événement aurait généré un plasma surchauffé, capable d'augmenter brièvement le champ magnétique lunaire. Ce phénomène aurait laissé une empreinte magnétique dans les roches de la face cachée.
Les simulations montrent que l'impact aurait provoqué des ondes sismiques se concentrant sur la face opposée. Ces vibrations auraient aligné les électrons des roches avec le champ magnétique amplifié, figé ainsi leur orientation. Ce processus, bien que rapide, aurait duré moins d'une heure.
Chaque roche agirait comme une aiguille de boussole, enregistrant l'orientation du champ au moment de l'impact. Cette analogie illustre comment les roches lunaires ont pu conserver leur magnétisation.
Les futures missions lunaires, comme le programme Artemis de la NASA, pourraient valider cette théorie. L'analyse des roches fortement magnétisées près du pôle sud lunaire apporterait des informations importantes. La présence simultanée de traces de choc et de magnétisme ancien serait un indice décisif.
Le bassin Mare Imbrium, sur la face visible de la Lune. Crédit: NASA/JPL/USGS
En détails: comment un impact d'astéroïde peut-il amplifier un champ magnétique ?
Un impact d'astéroïde de grande ampleur génère une énergie colossale, capable de vaporiser la matière à la surface de la Lune. Cette vaporisation produit un plasma, un état de la matière où les électrons sont séparés des noyaux atomiques.
Le plasma, étant conducteur, interagit avec le champ magnétique existant. En se déplaçant autour de la Lune, il peut concentrer et amplifier ce champ magnétique dans certaines régions. Ce phénomène est similaire à la façon dont un dynamo naturelle fonctionne.
Cette amplification est temporaire, car le plasma finit par se refroidir et se recombiner. Cependant, pendant ce court laps de temps, le champ magnétique peut atteindre une intensité suffisante pour magnétiser les roches environnantes.
Les simulations numériques permettent de reconstituer ces conditions extrêmes et de comprendre comment un événement aussi bref peut laisser une trace durable dans les roches lunaires.
Pourquoi les roches lunaires conservent-elles leur magnétisation ?
Les roches lunaires contiennent des minéraux ferromagnétiques, comme la magnétite, qui peuvent s'aimanter en présence d'un champ magnétique. Une fois magnétisés, ces minéraux conservent cette orientation même après la disparition du champ.
L'absence d'atmosphère et d'activité géologique récente sur la Lune signifie que ces roches ne sont pas exposées à des processus qui pourraient effacer leur magnétisation. Contrairement à la Terre, où l'activité tectonique et l'érosion altèrent constamment les roches.
Les impacts météoritiques peuvent également jouer un rôle en 'figeant' la magnétisation des roches. Les ondes de choc générées par ces impacts peuvent réorienter les minéraux magnétiques, les alignant avec le champ magnétique ambiant au moment de l'impact.
C'est pourquoi les roches lunaires offrent une fenêtre unique sur l'histoire magnétique de la Lune, préservant des informations qui seraient autrement perdues dans des environnements plus dynamiques.