La Lune a un côté plus chaud que l’autre et cela expliquerait ses deux « visages »

La Lune a deux visages. L’un, nous le connaissons bien, avec ces grandes « mers » sombres bien visibles à l’œilœil nu. L’autre, qui ne se présente jamais à nous, est bien plus énigmatique. Les nombreuses missions qui ont pu l’observer ont dévoilé un paysage très différent, grêlé de très nombreux cratères. L’un des points qui intriguent les scientifiques depuis la découverte de la face cachée de la Lune est d’ailleurs l’absence notable des vastes mers qui caractérisent la face visible. Cette asymétrie touche également l’épaisseur de la croûtecroûte, la composition de surface en éléments radiogéniques et la nature des roches. Mais pourquoi cette différence si marquée entre les deux faces de la Lune ?

Une hétérogénéité au sein du manteau lunaire suspectée

Cette question a fait l’objet de nombreuses études, qui pour la plupart l’expliquent par des variations au sein du manteaumanteau lunaire. Certains proposent ainsi une distribution hétérogène des éléments radiogéniques. Lors de leur désintégration, ces éléments produisent en effet de la chaleur. Une hétérogénéité de la composition du manteau pourrait donc entraîner une hétérogénéité de température, pouvant expliquer l’asymétrie observée entre la face visible et la face cachée. Les mers lunaires seraient en effet liées à un intense volcanisme sur la face visible, survenu il y a 3 à 4 milliards d’années.

Pourtant, jusqu’à présent, aucune preuve d’une telle différence de température interne entre les deux hémisphères n’avait pu être documentée.

Une preuve qu’apporte une nouvelle étude publiée récemment dans la revue Nature. Une équipe de chercheurs a analysé le signal gravitationnel de la Lune enregistré par la mission Grail (Gravity Recovery and Interior Laboratory) de la Nasa. Au cours de l’année 2012, deux sondes spatiales, nommées Ebb et Flow, placées en orbite autour de la Lune ont en effet mesuré le champ de gravité lunaire.

Le côté de la face visible présente une anomalie de température

Il faut rappeler que la Lune est soumise à d’importantes forces de maréeforces de marée périodiques en raison de son orbite oblique et excentrique autour de la Terre. Or, la réponse à ce forçage entraîne des changements du champ de gravité de la Lune, qui dépendent notamment de sa structure interne. Des données précieuses qui aident donc à construire des modèles de l’intérieur de la Lune et permettent d’estimer l’épaisseur, la composition et la forme des différentes enveloppes. Leur analyse a ainsi permis de montrer que le manteau de la Lune ne se déforme pas de la même manière entre les deux hémisphères. Il existerait visiblement une différence de 2 à 3 % du module de cisaillement élastique. La variation de ce paramètre physiquephysique suggère l’existence d’hétérogénéités latérales au sein du manteau lunaire, et notamment l’existence d’une anomalieanomalie thermique du côté de la face visible. Le manteau y serait plus chaud d’environ 170 °C. Cette anomalie de température pourrait être liée à la présence d’une plus grande quantité de thoriumthorium et de titanetitane, deux éléments radioactifs.

Les chercheurs indiquent que cette méthode pourrait également être appliquée à d’autres planètes, comme Mars, EnceladeEncelade ou GanymèdeGanymède, afin de mieux comprendre leur structure interne et leur dynamique.