Face cachée de la Lune - Définition

Introduction

Carte topographique de la face visible (gauche) et de la face cachée (droite) de la Lune

La face cachée de la Lune est l'hémisphère de la Lune qui est en permanence tourné dos à la Terre, l'autre côté étant nommé face visible de la Lune. En effet, un seul et même côté de la Lune est visible depuis la Terre, car la Lune possède une période de rotation égale à sa période de révolution (27,3217 jours), phénomène appelé rotation synchrone. Le côté complémentaire est donc invisible depuis la Terre, et n'a été photographié et cartographié que grâce aux sondes spatiales, la première étant la sonde soviétique Luna 3 en 1959. Les premiers hommes à l'apercevoir directement furent l'équipage de la mission Apollo 8 en orbite autour de la Lune en 1968. Le terrain rugueux est remarquable aussi bien par la multitude de cratères que par sa pauvreté en maria lunaires. Cette face cachée possède également le plus large cratère d'impact connu du système solaire : le bassin Pôle Sud-Aitken. On l'a proposée pour accueillir un radiotélescope géant, au motif qu'il y serait protégé des interférences possibles venues de la Terre.

Histoire

Les forces de marée entre la Terre et la Lune ont ralenti la rotation lunaire au point que désormais, c'est toujours la même face qui est présentée à la Terre. L'autre face, qui n'est donc jamais visible dans sa totalité depuis la Terre, est appelée la "face cachée de la Lune". À ne pas confondre avec la face non-éclairée (qui est l'hémisphère qui n'est pas illuminé par le Soleil), bien que les deux correspondent lors d'une pleine lune. Enfin, la face visible et la face cachée reçoivent en moyenne autant de lumière du Soleil.

Les deux hémisphères ont des apparences très distinctes : d'un côté la face visible qui abonde en mers lunaires (qui ne sont pas de vraies mers contrairement à ce que pensaient les premiers astronomes), et de l'autre la face cachée, martelée de cratères et ne possédant que peu de mers. En effet, seulement 2,5% de sa surface en est composée (31.2% sur la face visible). L'explication la plus probable de cette différence est liée à la plus grande concentration d'éléments produisant de la chaleur sur la face visible, prouvée par les cartes géochimiques obtenues en rayons gamma effectuées avec le spectromètre Lunar Prospector. Bien que d'autres facteurs, tels que l'altitude ou l'épaisseur de la croûte, puissent aussi influer sur le lieu des éruptions de basalte, ils n'expliquent pas pourquoi le bassin Pôle Sud-Aitken (où l'on trouve les plus basses altitudes lunaires ainsi qu'une fine croûte) n'a pas été aussi volcanique que l'Océan des Tempêtes (Pour une explication plus détaillée, voir mers lunaires).

Exploration topographique et du champ de gravité

Une mission japonaise (SELENE, lancée en 2008) a montré que depuis son origine, la croûte de la face cachée est plus rigide, plus froide et plus résistante que celle de la face visible. Si on ne comprend toujours pas l'origine de ces dichotomies, SILENE a néanmoins précisé les différence topographique, mais aussi de champ de gravité entre les deux faces lunaires. La face cachée est moins sombre et couverte de cratères et elle semble avoir moins évolué que l'autre depuis 3,8 milliards d'années. Elle présente aussi des différences de densité, d'épaisseur de croûte et d'âge des matériaux.
Les cartes produites par cette mission invitent à conclure que les zones d'augmentation du champ de gravité seraient plutôt dues à des remontées anciennes de matériaux denses, qu'au remplissage des bassins par du basalte fondu lors des impacts de grosses météorites. SILENE a montré que les pics de champ de gravité ne coïncident pas tous avec la présence d'un bassin d'impact, et qu'ils sont souvent entourés d'une région où la gravité est plus basse que la moyenne. En soustrayant l'impact des reliefs (déduit de l'altimétrie) au champ de gravité, on obtient des indices de variations d'épaisseur de la croûte, qui confirme que la croûte de la face visible est plus fine que celle de la face cachée où le relief est également plus accidenté. L'imagerie radar a également montré des strates différentiées dans le basalte de la face visible, ce qui évoque des phases tectoniques différentiées dans le passé. L'analyse de la face cachée (comptage des cratères notamment) laisse penser qu'une activité volcanique a périodiquement réapparu jusqu'à il y a environ 2,5 milliards d'années.