Une équipe internationale, conduite par de chercheurs du Laboratoire de Planétologie de Grenoble (INSU-CNRS), a analysé la structuration du sous-sol des mers lunaires, jusqu'à plus de 800 mètres de profondeur, grâce au radar embarqué à bord de la sonde japonaise SELENE. Les échos radars mettent en évidence des coulées basaltiques de nature différente dans certaines zones de ces mers, mais pas dans d'autres. Ces échos seraient liés à des épisodes volcaniques discontinus avec altération de la surface pendant les périodes sans éruption, et leur détectabilité liée à la présence d'ilménite. Ces travaux sont publiés dans Geophysical Research Letters.
Les mers lunaires sont les zones plus sombres visibles sur cette image de la Lune
prise avec le Télescope Canada-France-Hawaii. Crédit: © CFHT.
Les mers lunaires sont d'anciens bassins d'impacts météoritiques remplis de basalte. Le radar LRS (Lunar Radar Sounder) à bord de la mission Japonaise SELENE permet de sonder les structures profondes de ces mers lunaires. Des interfaces ont pu être détectées à des profondeurs estimées entre 400 et 800 m. Ces interfaces correspondent à différentes coulées de basalte qui ont eu lieu entre 0,5 et 3 milliards d'années, les basaltes de ces coulées ayant des compositions différentes.
La signature radar de ces interfaces a été cartographiée par l'équipe pilotée par des chercheurs du Laboratoire de Planétologie de Grenoble (LPG ; INSU-CNRS, Université Joseph Fourier, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble). Si l'on retrouve la signature radar de ces interfaces dans certaines parties des mers, d'autres parties ne présentent pas de signature.
Exemple de profils de sous-sol de mers lunaires pris avec le radar LRS.
En a) pas d’interface visible, en b) une trace unique d’interface et en c) deux signatures d’interfaces.
Crédit: © SELENE/LRS. LPG.
Ils ont montré que la répartition géographique des zones où sont observées ces interfaces est corrélée à différentes observations de la géologie de surface. Ainsi la nature des matériaux géologique présents permet d'expliquer la disparition apparente d'interface au sein du signal radar. En effet, la présence de certains minéraux en particulier l'ilménite, oxyde minéral de fer et de titane (FeTi03), peut expliquer une perte accrue du signal radar et les travaux de cette équipe suggèrent que ces interfaces existent au sein de toutes les mers lunaires.
Les interfaces détéctées sont interprétées par la présence d'un épisode volcanique suivi d'une phase de régolithisation (altération de surface sur la Lune liée aux micro-impacts et aux vents solaire). La profondeur estimée de ces interfaces est de plusieurs centaines de mètres et implique la présence d'un volcanisme discontinu lors de la formation des mers lunaires. Ces observations apportent donc de nouvelles contraintes sur les processus magmatique à la base de l'emplacement des mers lunaires.
