Une nouvelle étude dirigée par le professeur Chen Yi de l’Institut de géologie et de géophysique de l’Académie chinoise des sciences (IGGCAS) apporte une réponse à la question de savoir comment le jeune volcanisme s’est produit sur la lune.
Les chercheurs ont découvert que la dépression du point de fusion du manteau due à la présence de composants fusibles et facilement fondus pouvait générer un jeune volcanisme lunaire.
Leurs conclusions ont été publiées dans Avancées scientifiques le 21 octobre.
Les échantillons lunaires renvoyés par les missions Apollo et Luna sont tous âgés d’environ 3 milliards d’années, ce qui conduit les scientifiques à supposer que la lune est géologiquement morte depuis lors. Cependant, les nouveaux échantillons lunaires renvoyés par la mission chinoise Chang’E-5 en 2021 ont révélé une activité volcanique étonnamment jeune, âgée de seulement 2 milliards d’années.
Pour la petite lune rocheuse, la chaleur alimentant l’activité volcanique aurait dû être perdue bien avant ces éruptions il y a 2 milliards d’années.
Alors que se passe-t-il? Les scientifiques ont précédemment émis l’hypothèse qu’une teneur élevée en eau ou des éléments producteurs de chaleur à l’intérieur de la lune pourraient avoir entraîné le volcanisme à la fin de la vie de la lune. Mais les données de Chang’E-5 récemment publiées dans La nature ont écarté ces hypothèses autrefois dominantes.
« La fusion récente du manteau lunaire peut être obtenue soit en augmentant la température, soit en abaissant le point de fusion. Pour mieux comprendre ce problème, nous devons estimer la température et la pression dans lesquelles le jeune volcanisme a été créé », a déclaré le professeur Chen.
Les chercheurs ont mené une série de simulations de cristallisation fractionnée et de fusion du manteau lunaire pour comparer 27 précieux clastes de basalte Chang’E-5 avec des basaltes d’Apollo. Ils ont découvert que le jeune magma source de Chang’E-5 avait des teneurs en oxyde de calcium et en dioxyde de titane plus élevées que les magmas Apollo plus anciens.
« Il s’agit d’un résultat fascinant, indiquant une contribution significative des cumuls océaniques de magma lunaire de stade avancé à la formation volcanique Chang’E-5 », a déclaré le Dr Su Bin, premier auteur de l’étude.
Étant donné que les cumulats océaniques de magma lunaire de stade avancé sont riches en calcium et en titane et fondent plus facilement que les cumulats précoces, l’ajout de ces composants fusibles à l’intérieur lunaire par renversement du manteau entraîné par la gravité aurait pu réduire efficacement la température de fusion du manteau et ainsi déclencher le jeune lunaire. volcanisme.
« Nous avons découvert que le magma Chang’E-5 a été produit à des profondeurs similaires mais 80 degrés Celsius plus froid que les magmas Apollo plus anciens. Cela signifie que le manteau lunaire a connu un refroidissement lent et soutenu de 80 degrés Celsius d’environ 3 milliards d’années à 2 milliards d’années. il y a », a déclaré le Dr Su.
Ce travail présente des preuves du premier mécanisme viable pour expliquer le jeune volcanisme sur la lune qui est compatible avec les échantillons Chang’E-5 récemment retournés. Cette étude peut aider les planétologues à mieux comprendre l’évolution thermique et magmatique de la Lune.
Bin Su et al, Les cumuls du manteau fusible déclenchent le volcanisme des jeunes juments sur la Lune qui se refroidit, Avancées scientifiques (2022). DOI : 10.1126/sciadv.abn2103. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn2103