L’atmosphère terrestre pourrait être une source d’eau lunaire

Les travaux menés par Gunther Kletetschka, professeur de recherche associé à l’UAF Geophysical Institute, s’ajoutent à un nombre croissant de recherches sur l’eau aux pôles nord et sud de la lune.

Trouver de l’eau est la clé du projet Artemis de la NASA, la présence humaine prévue à long terme sur la lune. La NASA prévoit de renvoyer des humains sur la lune cette décennie.

“Alors que l’équipe Artemis de la NASA prévoit de construire un camp de base au pôle sud de la Lune, les ions d’eau qui sont apparus il y a de nombreuses éons sur Terre peuvent être utilisés dans le système de survie des astronautes”, a déclaré Kletetschka.

La nouvelle recherche estime que les régions polaires de la lune pourraient contenir jusqu’à 3 500 kilomètres cubes – 840 miles cubes – ou plus de pergélisol de surface ou d’eau liquide souterraine créée à partir d’ions qui se sont échappés de l’atmosphère terrestre. C’est un volume comparable à celui du lac Huron en Amérique du Nord, le huitième plus grand lac du monde.

Les chercheurs ont basé ce total sur le calcul du modèle de volume le plus bas – 1% de l’évasion atmosphérique de la Terre atteignant la lune.

On pense généralement qu’une majorité de l’eau lunaire a été déposée par des astéroïdes et des comètes qui sont entrés en collision avec la lune. La plupart se sont déroulés au cours d’une période connue sous le nom de Late Heavy Bombardment. Au cours de cette période, il y a environ 3,5 milliards d’années, alors que le système solaire avait environ 1 milliard d’années, on prétend que les premières planètes intérieures et la lune de la Terre ont subi un impact inhabituellement lourd des astéroïdes.

Les scientifiques émettent également l’hypothèse que le vent solaire est une source. Le vent solaire transporte des ions oxygène et hydrogène, qui peuvent s’être combinés et déposés sur la lune sous forme de molécules d’eau.

Il existe maintenant une autre façon d’expliquer comment l’eau s’accumule sur la lune.

La recherche a été publiée le 16 mars dans la revue Rapports scientifiques dans un article rédigé par Kletetschka et co-écrit par Ph.D. étudiant Nicholas Hasson de l’Institut géophysique et du Centre de recherche sur l’eau et l’environnement de l’UAF à l’Institute for Northern Engineering. Plusieurs collègues de la République tchèque figurent également parmi les co-auteurs.

Kletetschka et ses collègues suggèrent que les ions hydrogène et oxygène sont entraînés dans la lune lorsqu’elle traverse la queue de la magnétosphère terrestre, ce qu’elle fait pendant cinq jours du voyage mensuel de la lune autour de la planète. La magnétosphère est la bulle en forme de larme créée par le champ magnétique terrestre qui protège la planète d’une grande partie du flux continu de particules solaires chargées.

Des mesures récentes de plusieurs agences spatiales – NASA, Agence spatiale européenne, Agence japonaise d’exploration aérospatiale et Organisation indienne de recherche spatiale – ont révélé un nombre important d’ions formant de l’eau présents pendant le transit de la lune à travers cette partie de la magnétosphère.

Ces ions se sont lentement accumulés depuis le bombardement lourd tardif.

La présence de la lune dans la queue de la magnétosphère, appelée magnétoqueue, affecte temporairement certaines des lignes de champ magnétique de la Terre – celles qui sont interrompues et qui s’éloignent simplement dans l’espace sur plusieurs milliers de kilomètres. Toutes les lignes de champ de la Terre ne sont pas attachées à la planète aux deux extrémités; certains n’ont qu’un seul point d’attache. Considérez chacun d’eux comme un fil attaché à un poteau par une journée venteuse.

La présence de la lune dans la magnétoqueue provoque la reconnexion de certaines de ces lignes de champ brisées avec leur contrepartie brisée opposée. Lorsque cela se produit, les ions hydrogène et oxygène qui s’étaient échappés de la Terre se précipitent vers ces lignes de champ reconnectées et sont accélérés vers la Terre.

Les auteurs de l’article suggèrent que bon nombre de ces ions de retour frappent la lune qui passe, qui n’a pas de magnétosphère propre pour les repousser.

“C’est comme si la lune était sous la douche – une pluie d’ions d’eau revenant sur Terre, tombant sur la surface de la lune”, a déclaré Kletetschka.

Les ions se combinent alors pour former le pergélisol lunaire. Une partie de cela, par le biais de processus géologiques et d’autres processus tels que les impacts d’astéroïdes, est entraînée sous la surface, où elle peut devenir de l’eau liquide.

L’équipe de recherche a utilisé les données gravitationnelles du Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA pour étudier les régions polaires ainsi que plusieurs cratères lunaires majeurs. Des anomalies dans les mesures souterraines au niveau des cratères d’impact indiquent des emplacements de roches fracturées propices à contenir de l’eau liquide ou de la glace. Les mesures de gravité à ces endroits souterrains suggèrent la présence de glace ou d’eau liquide, indique le document de recherche.

Les dernières recherches s’appuient sur les travaux publiés en décembre 2020 par quatre des auteurs du nouveau document, dont Kletetschka.