• Astrophysique: une méthode, basée sur des abondances isotopiques du chrome, montre que la Lune s'est desséchée lorsqu'elle était formée et dans l'état d’océan de magma!____¤201810

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Volatile loss following cooling and accretion of the Moon revealed by chromium isotopes» sont publiés dans la revue PNAS, a permis d'élaborer une méthode pour évaluer la température d’évaporation d’un matériel basée sur la mesure des abondances isotopiques du chrome. Son application aux échantillons lunaires ramenés par les missions Apollo montre que la Lune ne se serait pas desséchée pendant l’impact géant mais, plus tard, lorsque la Lune était formée mais encore dans l'état d’océan de magma.

     

    Rappelons tout d'abord que «la théorie dominante actuelle établit que la Lune serait composée de matériaux éjectés de la Terre (en particulier de son manteau, la zone rocheuse qui s'étend jusqu'à 2890 km sous nos pieds) suite à un impact 'géant' avec un corps de la taille de la planète Mars».

     

    Cette théorie a l'avantage d'expliquer «pourquoi les roches volcaniques terrestres et lunaires partagent de nombreuses similitudes en termes de compositions chimiques». Néanmoins, les deux astres présentent «de nombreuses disparités»: ainsi, «l'absence d'océans sur la Lune témoigne de l'extrême appauvrissement des roches lunaires en éléments volatils tels que l’hydrogène (qui forme de l'eauH2O - lorsqu'il est combiné avec de l'oxygène)».

     

    En vue d'en apprendre plus «sur la manière dont la Lune est devenue si aride», l'étude ici présentée a permis de mesurer «dans des roches lunaires ramenées des missions Apollo, de légères variations de la teneur en isotopes du chrome (Cr), un élément devenant volatil dans des conditions oxydantes» (le chrome «forme plusieurs espèces chimiques en fonction du taux d'oxygène contenu dans l'atmosphère»).

     

    D'après «la théorie de l'impact géant et les modèles numériques les plus récents, le matériel ayant formé la Lune aurait dû être vaporisé dans l'espace suite à une évaporation à très haute température (> 4000 °C) due à l'impact». De ce fait, «dans une atmosphère réduite, le résidu de vaporisation devrait être enrichi en isotopes lourds du Cr, tandis que les isotopes légers auraient dû se perdre dans la phase gazeuse puis dans l'espace».

     

    Cependant, cette étude fait apparaître «que les isotopes du chrome se sont fractionnés dans la direction opposée, témoignant ainsi d’une atmosphère oxydante lors de la formation de la Lune». Cette propriété met ainsi «en évidence, pour la première fois, que les températures devaient être beaucoup plus basses (< 1600 °C) pour créer une telle signature isotopique».

     

    Au bout du compte, «cette étude révèle que la Lune avait déjà été formée et refroidie lorsque des substances volatiles ont été perdues, très probablement lors du dégazage d’un océan de magma à sa surface». En fait, «la masse de la Lune, bien plus faible que celle de la Terre, signifie que sa gravité (qui représente 1/6 de la Terre à sa surface) ne peut retenir une atmosphère chaude, perdant ainsi son chrome et potentiellement son eau».

     

     


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