La mission chinoise Chang’e-5 offre de nouvelles perspectives sur l’évolution de Moon_English Channel_CCTV (cctv.com)

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La mission chinoise Chang'e-5 offre de nouvelles perspectives sur l'évolution de Moon_English Channel_CCTV (cctv.com)


BEIJING, 19 octobre (Xinhua) — Des chercheurs chinois ont étudié les échantillons lunaires rapportés par la mission Chang’e-5 et daté la plus jeune roche de la Lune à environ 2 milliards d’années, prolongeant la « vie » de la lune. volcanisme 800-900 millions d’années de plus qu’on ne le savait auparavant.

L’étude, menée principalement par une équipe de recherche de l’Institut de géologie et de géophysique (IGG), de l’Académie chinoise des sciences (CAS), a été présentée dans trois articles de Nature et publiée en ligne mardi.

L’année dernière, la mission chinoise Chang’e-5 a récupéré des échantillons de la Lune pesant environ 1 731 grammes, qui étaient les premiers échantillons lunaires au monde depuis plus de 40 ans.

« La mission Chang’e-5 a été un succès et les échantillons lunaires rapportés apportent un nouvel éclairage sur l’évolution de la Lune », a déclaré Li Xianhua, un académicien de la CAS qui a dirigé l’équipe de recherche.

RENCONTRE AVEC LES ROCHES DE LUNE

« Le magma de la Lune s’est solidifié et l’activité géologique de la Lune a déjà cessé. Lorsque l’activité volcanique de la Lune s’est arrêtée, elle est devenue l’un des problèmes majeurs de son histoire évolutive », a déclaré Li Qiuli, responsable de la spectrométrie de masse des ions secondaires. laboratoire de l’IGG.

La plus jeune roche datée des missions Apollo et Luna et des météorites lunaires avait environ 2,8 à 2,9 milliards d’années. Cependant, davantage d’échantillons sont nécessaires et l’une des tâches de Chang’e-5 est d’explorer la plus jeune activité magmatique de la Lune.

« La surface faible que nous voyons lorsque nous regardons la Lune à travers un télescope est due au fait que de nombreux astéroïdes sont entrés en collision avec elle pendant des milliards d’années. Les régions rocheuses plus anciennes ont connu plus de cratères d’impact au fil du temps, et les régions avec des roches plus jeunes ont moins de cratères », a déclaré Li Qiuli.

En utilisant la méthode de chronologie connue sous le nom de comptage de cratères, les chercheurs ont déduit que l’Oceanus Procellarum, le site d’atterrissage de la mission Chang’e-5, était très probablement le témoin de l’une des dernières éruptions volcaniques de la Lune. Les chercheurs pourraient ensuite calibrer les résultats du comptage des cratères avec des échantillons radio-isotopiques.

La datation radioisotopique fonctionne sur le principe que les éléments radioactifs ont des taux de désintégration constants. En mesurant les abondances relatives des isotopes parents et filles, les chercheurs sauront depuis combien de temps la désintégration a eu lieu.

À l’aide du microscope, les chercheurs ont sélectionné manuellement des fragments de roche dans leurs échantillons lunaires de 3 grammes, ce qui est aussi difficile que de séparer manuellement la farine noire de la farine blanche. La plupart de ces minéraux adaptés à la datation ne représentent qu’un vingtième du diamètre d’un cheveu.

Li Qiuli a déclaré que l’équipe de recherche était bien préparée pour étudier les échantillons lunaires récupérés par la Chine et qu’elle a continuellement développé la technologie des sondes ioniques au cours de la dernière décennie, atteignant un niveau d’expertise de renommée internationale.

« Nos paumes étaient moites lorsque nous avons chargé l’échantillon et allumé le spectromètre de masse. Quand nous avons vu l’âge qu’il a craché, nous ne pouvions pas croire à notre chance. Mais nous voulions être sûrs », a déclaré Li Qiuli, ajoutant qu’ils portaient sur plus de 200 tests.

Au total, l’équipe a analysé 47 fragments de roche différents extraits des échantillons et daté la roche la plus jeune de la Lune à 2,03 milliards d’années. Le nouvel âge prolonge la durée de vie du volcanisme lunaire de 800 à 900 millions d’années de plus qu’on ne le pensait auparavant.

HORS D’ATTENTE

« La Lune ne représente qu’environ 1% de la masse de la Terre. À cette taille étonnamment petite, théoriquement, au moins, elle aurait dû se solidifier complètement à un rythme rapide. Notre équipe a étudié plus en détail pourquoi l’activité volcanique existait encore sur la Lune si tard », a-t-il ajouté. dit Li Xianhua.

Les scientifiques lunaires se sont concentrés sur KREEP, un acronyme construit à partir des lettres K (pour potassium), REE (pour éléments des terres rares) et P (pour phosphore), qui est un composant géochimique distinctif de certaines roches lunaires.

« Une hypothèse largement acceptée est que les éléments radioactifs (U, Th et K) ont fourni la chaleur nécessaire à l’activité volcanique tardive. Parce que KREEP est riche en éléments radiogéniques U, Th et K, on ​​pense donc qu’il est responsable du jeune volcanisme activité », a déclaré Yang Wei, chercheur à l’IGG.

« Les isotopes sont un moyen efficace d’identifier le composant KREEP car ils sont comme l’ADN d’une roche et ne changeront pas au cours de l’évolution magmatique », a déclaré Yang.

Cependant, la difficulté réside dans la petite taille des clastes de basalte dans les échantillons lunaires Chang’e-5. Il est difficile d’obtenir les rapports isotopiques du basalte Chang’e-5.

« C’est comme les tests ADN, qui nécessitent un gros tube de sang, mais nous ne pouvons utiliser qu’une seule goutte », a déclaré Yang.

Grâce aux efforts de l’institut pendant une décennie, une méthode de pointe pour l’analyse d’échantillons sous fort grossissement a été développée, permettant aux chercheurs d’obtenir les rapports isotopiques du strontium et du néodyme de minéraux spécifiques.

Les résultats ont été au-delà des attentes. Le basalte Chang’e-5, le plus jeune basalte daté sur la Lune à ce jour, provient d’une source de manteau appauvri avec un composant KREEP mesurant moins de 0,5% de son poids.

En d’autres termes, il est peu probable que les composants KREEP du manteau lunaire aient fourni la chaleur nécessaire à l’activité volcanique tardive.

TENEUR EN EAU

Une autre cause possible de l’activité volcanique sur la Lune à un âge aussi avancé est que la source du manteau aurait pu contenir de l’eau pour réduire son point de fusion, ont déclaré les scientifiques.

« La teneur en eau du manteau lunaire est une question clé pour l’exploration lunaire car elle fournit des contraintes critiques sur la formation de la Lune. De plus, comme l’eau peut réduire considérablement la température de fusion des roches, la compréhension de son abondance est importante pour comprendre l’histoire de volcanisme lunaire », a déclaré Lin Yangting, chercheur à l’IGG.

Le grand écart dans les estimations de l’abondance de l’eau du manteau lunaire pourrait être principalement attribué aux échantillons d’Apollo et aux météorites lunaires étant généralement assez anciennes.

La plupart des échantillons lunaires précédents avec une teneur en eau mesurée remontent à 3 milliards d’années ou plus tôt. De telles roches anciennes pourraient avoir subi de lourdes modifications sur une longue période par l’impact des astéroïdes et des particules du soleil.

« Les échantillons récupérés par Chang’e-5 provenaient d’une seule coulée de lave basaltique. Avec un cadre géologique aussi simple et clair, les échantillons offrent donc une bonne occasion d’aborder la question de savoir si le réservoir du manteau à 2 milliards d’années était humide ou sec », a déclaré Lin.

L’équipe de recherche a analysé les teneurs en eau et les isotopes d’hydrogène de poches de fonte conservées dans certains minéraux ainsi que l’apatite minérale, qui peut contenir de l’eau, des basaltes Chang’e-5.

« Nous avons utilisé une sonde ionique à l’échelle nanométrique appelée nanoSIMS, un spectromètre de masse à ions secondaires avec un faisceau d’ions jusqu’à 50 nanomètres de diamètre. Les abondances relatives des deux isotopes de l’hydrogène (deutérium [D] et hydrogène [H]) peut servir d’« empreinte digitale » pour tracer les réservoirs d’eau et les processus magmatiques impliqués », a déclaré Lin.

Les résultats ont indiqué que la source mantellique des basaltes Chang’e-5 était plus sèche que la teneur en eau estimée sur la base des échantillons d’Apollo et des météorites lunaires, ce qui exclut la possibilité qu’une teneur élevée en eau dans la source mantellique soit la cause de la jeune éruption volcanique.

Le mystère de l’activité volcanique lunaire tardive n’est pas encore résolu.

« Nos découvertes soulèvent de nouvelles questions pour l’avenir de l’exploration lunaire et les scientifiques doivent explorer davantage le mécanisme de formation du magma lunaire », a déclaré Li Xianhua.

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