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Composition élémentaire à la surface de la Lune

 

Composition minéralogique à la surface de la lune

· Composition générale :

La croûte lunaire est composée d’une grande variété d’éléments : oxygène, silicium, magnésium, fer, titane, calcium, aluminium, potassium, uranium, thorium et hydrogène. Sous l’effet du bombardement par les rayons cosmiques, chaque élément émet vers l’espace un rayonnement, sous forme de photons gamma, rayonnement dont le spectre est propre à l’élément chimique.(Que l’on peut détecter à l’aide d’un spectromètre) Depuis les missions américaines Clementine et Lunar Prospector, les scientifiques ont construit de nouvelles cartes d'abondances géochimiques des éléments à la surface de la Lune.

Les sciences lunaires ont depuis plusieurs décennies permis d’avancer grandement dans la compréhension des planètes du système solaire, de leur formation et de leur évolution : c’est par exemple grâce à l’étude de notre satellite que les scientifiques ont bâti le modèle de l’océan de magma commun à toutes les planètes telluriques lors de leur formation.log.jpg

Sur la lune cet océan a donné naissance à une croute composée majoritairement de roches à pyroxène (à sa base), à plagioclases (à son sommet) et à un manteau riche en olivine. Entre les deux une couche Ur-KREEP , acronyme construit à partir des lettres K (le symbole atomique pour le potassium), REE (Rare Earth Element - Ter res rares) et P (pour le phosphore), est une composante géochimique de certaines brèches d'impact, basaltes, ou norites fondues. Sa caractéristique la plus importante est une concentration accrue en éléme nts incompatibles. La composition canonique du KREEP comprend 1% (en poids) d'oxyde de potassium et de phosphore, 20-25 ppm de rubidium, et des concentrations de lanthane qui sont de 300 à 350 fois les concentrations trouvées dans les chondrites

Cependant, toutes les missions lunaires se sont posées sur la face visible et ont ramené essentiellement des échantillons de roch es mafiques mais très peu d’anorthosites (représentatives des hauts plateaux cratérisés de la face cachée).

La croûte est principalement composée de 4 types de minéraux : on y retrouve le feldspath plagioclase, le pyroxène, l'olivine et l'ilménite. Elle est constituée d'anorthosites(roche plutonique contenant plus de 90% de plagioclase) L'épaisseur est différente entre la face cachée et la face visible de la Lune. Pour la face cachée, elle serait d'environ 90 km, Les mers lunaires sont principalement constituées de basaltes à olivine ou à pyroxène.

Les terres lunaires sont composées de types de roches classées en fonction de l’abondance des feldspaths (responsables de la couleur claire des terres) et des olivines : anorthosite ferreuse (FAN, ferroan anorthosite), roches magnésiennes (dunite, troctolite ), roches alcalines (anorthosite alcaline, norite)1

· Le régolithe

Le régolithe, ou régolite (de ῥῆγος, rhē̂gos, signifiant couverture et λίθος, lithos, signifiant roche) désigne la couche de poussière produite par l'impact des météorites à la surface d'une planète sans atmosphère ou d'un satellite. Il recouvre la Lune sur plusieurs mètres.
On appelle aussi régolites les grains composant cette couche, ci-dessous une description plus détaillée de ces grains :

Régolite (fragments d'impacts météoritiques) de la taille de la cendre
- Taille moyenne de 19 microns (40% plus petit qu'un cheveux)
- Composition : SiO2 (44.72%) et Al2O3 (14.86%)
- Propriétés : magnétique, très poreuse, dentelée, tranchant
e, allergène

Cette couche très fine possède plusieurs dangers pour les explorations lunaires : la défaillance des engins mécaniques, des combinaisons spatiales, des sas d'aération voire même de subir des maladies pulmonaires.
Les astronautes de plusieurs missions Apollo ont pu constater qu'elle s'était accrochée à toutes les surfaces, griffant les optiques et le métal et qu'il était impossible ou presque de l'enlever. Une fois qu'elle a pénétré à l'intérieur du module lunaire, une partie de cette poussière peut facilement irriter les poumons, les muqueuses nasales et les yeux. (danger comparable à la silicose commune chez les mineurs)

Exemple de Technique d’analyse :

M3 (Moon Mineralogy Mapper) est un spectro-imageur à bord de la sonde indienne

Chandrayaan-1 qui incorpore un mode multispectral et hyperspectral (malheureusement tombé en panne très rapidement). Il acquiert des données en 3 dimensions (2 pour l’image, la 3ème étant une dimension spectrale) avec 85 bandes (multispectral) prises à différentes longueurs d’ondes entre 500 et 2500 nm pour chaque pixel de l’image.

 

En conclusion, notre connaissance de la lune reste assez pauvre car elle n’est plus au centre de l’activité scientifique en astronomie. Vivement une nouvelle guerre froide pour que les grandes nations de ce monde se jettent à nouveau sur notre fidèle satellite. (NB la tentative des américains avec le programme « constellation » rapidement avorté).
Le dernier homme à avoir marché sur la Lune est Eugene Cernan, le 14 décembre 1972.

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