Les données radar lunaires révèlent de nouveaux indices sur le passé antique de la lune


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  • La surface poussiéreuse de la lune – immortalisée dans les images des empreintes lunaires des astronautes d’Apollo – s’est formée à la suite d’impacts d’astéroïdes et de l’environnement hostile de l’espace décomposant la roche pendant des millions d’années. Une ancienne couche de ce matériau, recouverte de coulées de lave périodiques et maintenant enfouie sous la surface lunaire, pourrait fournir un nouvel aperçu du passé profond de la Lune, selon une équipe de scientifiques.

    « En utilisant un traitement minutieux des données, nous avons trouvé de nouvelles preuves intéressantes que cette couche enfouie, appelée paléorégolith, pourrait être beaucoup plus épaisse que prévu », a déclaré Tieyuan Zhu, professeur adjoint de géophysique à Penn State. « Ces couches n’ont pas été perturbées depuis leur formation et pourraient constituer des enregistrements importants pour déterminer l’impact précoce des astéroïdes et l’histoire volcanique de la lune. »

    L’équipe, dirigée par Zhu, a effectué une nouvelle analyse des données radar collectées par la mission chinoise Chang’e 3 en 2013, qui a effectué les premières mesures radar directes au sol sur la lune.

    Les chercheurs ont identifié une épaisse couche de paléorégolith, d’environ 16 à 30 pieds, prise en sandwich entre deux couches de roche de lave qui auraient entre 2,3 et 3,6 milliards d’années. Les résultats suggèrent que le paléorégolith s’est formé beaucoup plus rapidement que les estimations précédentes de 6,5 pieds par milliard d’années, ont déclaré les scientifiques.

    La lune a connu une activité volcanique tout au long de son histoire, déposant de la roche de lave à la surface. Au fil du temps, la roche se décompose en poussière et en sol, appelé régolithe, avec des impacts répétés d’astéroïdes et une altération de l’espace, pour être ensevelie par des coulées de lave ultérieures, ont déclaré les scientifiques.

    « Les scientifiques lunaires comptent les cratères sur la lune et utilisent des modèles informatiques pour déterminer le taux de production de régolithe », a déclaré Zhu. « Nos découvertes fournissent une contrainte sur ce qui s’est passé il y a entre deux et trois milliards d’années. C’est la contribution unique de ce travail. »

    Des études antérieures ont examiné l’ensemble de données, créé lorsque le rover Yutu a envoyé des impulsions électromagnétiques dans le sous-sol lunaire et a écouté leur écho. Zhu a déclaré que son équipe avait développé un flux de traitement de données en quatre étapes pour améliorer le signal et supprimer le bruit dans les données.

    Les scientifiques ont observé des changements de polarité lorsque les impulsions électromagnétiques traversaient la roche de lave dense et le paléorégolite, permettant à l’équipe de distinguer les différentes couches.

    « Notre article fournit vraiment la première preuve géophysique de voir cette permittivité électromagnétique passer d’une petite valeur pour le paléorégolite à une grande valeur pour les coulées de lave », a déclaré Zhu. « Nous avons découvert ce changement de polarité dans les données et créé une image géophysique détaillée du sous-sol jusqu’à quelques centaines de mètres de profondeur. »

    Les résultats pourraient indiquer une activité météorique plus élevée dans le système solaire au cours de cette période il y a des milliards d’années, selon l’équipe, qui a récemment rapporté ses découvertes dans la revue Geophysical Research Letters.

    Zhu a déclaré que les outils de traitement de données pourraient être utilisés pour interpréter des données similaires collectées lors de futures missions sur la Lune, Mars ou ailleurs dans le système solaire. Son équipe travaille maintenant avec la technologie d’apprentissage automatique pour améliorer encore les résultats.

    « Je dirais que nous avons utilisé des techniques de traitement de données traditionnelles, mais nous avons examiné les données avec plus de soin et conçu son flux de travail approprié pour de telles données lunaires car il s’agit d’un environnement très différent de la Terre », a déclaré Zhu. « Ici à Penn State, nous avons déjà fait de ce flux de travail un code open-source pour nos collègues. »

    Jinhai Zhang et Yangting Lin, professeurs à l’Académie chinoise des sciences, ont contribué à cette recherche.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par État de Penn. Original écrit par Matthew Carroll. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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