Des volcans boucliers sur la Lune? // Shield volcanoes on the Moon ?

L’avènement de nouvelles technologies de haute précision, comme la topographie haute résolution, a conduit les scientifiques à réexaminer des domaines et des processus admis jusqu’à présent, et à les interpréter parfois différemment. C’est le cas de la science qui entoure la Lune. La 42ème Conférence sur la Science Lunaire et Planétaire qui s’est tenue en novembre 2017 à Houston (Texas) a mis en lumière de nouvelles approches scientifiques sur l’histoire et les processus lunaires.
Les dernières études portent sur les volcans boucliers. Que ce soit Olympus Mons sur Mars (avec 600 kilomètres de large et 27 km de haut) ou ceux sur Vénus, les volcans boucliers ont toujours été considérés comme une expression du volcanisme sur tous les corps rocheux du système solaire; toutefois, la Lune faisait figure d’exception. Les volcans boucliers que l’on peut observer sur Terre varient de quelques kilomètres à plus de 200 km pour la Grande Ile d’Hawaï, si on considère les édifices hawaiiens jusqu’à leur base sur le fond de l’Océan Pacifique.
Les volcans boucliers présents sur Mars, Vénus et sur Terre semblaient absents sur la Lune. Avant que les astronautes d’Apollo 11 visitent le Mer de  la Tranquillité – Mare Tranquillitatis – en 1969, les scientifiques ont toujours interprétés ces étendues sombres – ou maria – sur la Lune comme des plaines dont la surface était le produit de l’activité volcanique. Beaucoup de ces caractéristiques volcaniques tendent à se regrouper dans les provinces concentrées à l’ouest.
Les roches qui composent les mers lunaires sont des basaltes, le type le plus commun de roches ignées observé dans le système solaire. Sur Terre, le magma qui les génère présente une très faible viscosité. Sur la Lune, les maria ont été formées à partir d’éruptions qui ont émis d’importants volumes de lave fluide qui se sont épanchés sur des centaines de kilomètres. Ici et là à l’intérieur de ces anciennes mers lunaires, on observe de nombreuses petites structures volcaniques qui étaient considérées auparavant comme la seule manifestation volcanique à partir d’une bouche centrale sur la Lune.
Lorsque la topographie de la Lune a été cartographiée pour la première fois grâce à l’altimétrie laser en 1994, on a distingué des ensembles de nombreux petits volcans présents sur des points élevés quasi-circulaires, avec un faible relief, et en forme de bouclier. Les scientifiques ont constaté que ces grandes ondulations topographiques sont constituées de lave basaltique et présentent des concentrations de structures volcaniques. Une telle structure sur Vénus ou Mars est classée comme volcan bouclier; par conséquent, ces structures semblables sur la Lune sont interprétées comme étant, elles aussi, des volcans boucliers. Sept de ces grandes structures ont été découvertes sur la Lune. Elles ont des diamètres de 66 à près de 400 kilomètres et de 600 à plus de 3200 mètres de hauteur. De telles tailles et formes rappellent fortement les grands volcans boucliers sur Terre, Vénus et Mars. Les pentes de ces volcans sont très faibles, généralement de quelques degrés, comme c’est le cas pour des structures façonnées par de la lave très fluide. Ces volcans boucliers lunaires présentent également des dômes et des cônes, ainsi que des caractéristiques d’effondrement que l’on rencontre sur les volcans boucliers terrestres.
Bien que les scientifiques restent persuadés que ces structures lunaires sont des volcans boucliers, cette nouvelle interprétation ne saurait être définitive. En effet, contrairement à la plupart des volcans boucliers sur les autres planètes, aucun des volcans boucliers lunaires n’a de caldeira. Il faut toutefois noter que de nombreux volcans de ce type, en particulier ceux de Vénus, ne montrent pas, eux non plus, de caldeira centrale. De plus, alors que la preuve de la présence de certains volcans boucliers sur la Lune, tels que les Marius Hills, est assez convaincante, la présence des autres n’est pas aussi claire. Le plus grand édifice identifié, le volcan bouclier de Cauchy, possède la forme topographique adéquate et montre de nombreux petits cônes, fractures et bouches éruptives, mais les données de mesure à distance laissent supposer que l’épaisseur de la lave dans la Mare Tranquillitatis est relativement mince, ce qui pourrait signifier le Cauchy n’est pas un amoncellement de lave aussi épais qu’à Marius Hills. Les scientifiques continuent de penser que le Cauchy est un volcan bouclier, mais reconnaissent que cette interprétation est provisoire et ils continueront à étudier ces structures énigmatiques pour mieux comprendre leur histoire.
Source: Air and Space.

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The advent of new, high-precision data (high resolution topography) has led scientists to re-examine areas and processes long thought understood and sometimes come to different interpretations. This is the case with lunar science.  The 42nd Lunar and Planetary Science Conference held in November 2017 in Houston highlighted new scientific findings about the history and processes of the Moon.

The latest studies are about shield volcanoes on the Moon. From the giant Olympus Mons shield on Mars (600 kilometres across and 27 km high) to the large volcanoes of Venus, shield-building was thought to be a common expression of volcanism on all rocky Solar System bodies; the Moon appeared to be a conspicuous exception. Earth’s shield volcanoes range in size from a few to more than 200 km for the Big Island of Hawaii, the extent of its base on the sea floor beneath the surface of the Pacific Ocean.
The large-scale shield volcanoes so prominent on Mars, Venus and Earth were believed to be absent on the Moon.  Before the Apollo 11 astronauts visited Mare Tranquillitatis in 1969, scientists understood that the dark seas – or maria – of the Moon were volcanic lava plains, surface features created by volcanic activity.  Many of these small volcanic features tend to be clustered in provinces concentrated on the western near side.
Rocks from the maria are basalts, the most common type of igneous rock in the Solar System.  On Earth, when such rocks are molten, the resulting magma has a very low viscosity. On the Moon, the maria formed as massive high-volume eruptions built up stacks from the thin, fluid flows which extended for hundreds of kilometres.  Scattered within the ancient maria are numerous small volcanic structures, previously believed to be the only manifestation of central-vent volcanism on the Moon.
When the Moon’s topography was mapped for the first time with laser altimetry in 1994, it showed clusters of many small volcanoes occurring on topographic highs that are quasi-circular, with low relief and shield-shaped. Scientists found that these large shield-shaped topographic swells are made of basaltic lava and display concentrations of volcanic features.  Such a structure found on Venus or Mars would be classified as a shield volcano; therefore, these features on the Moon are interpreted as shield volcanoes.  Seven of these large structures have been discovered on the Moon, ranging in size from 66 to almost 400 kilometres in diameter and from 600 to over 3200 metres in height.  Such sizes and shapes are very similar to large shields on Earth, Venus and Mars.  The average slopes on these volcanoes are very low, typically less than a few degrees, as would be expected for structures made from very fluid lava.  These lunar shields display abundant volcanic features, including domes and cones, and collapse features which are all common morphologies in terrestrial shield volcanoes.
Although scientists believe these features are shield volcanoes, this new interpretation is not without some difficulties.  Unlike most shield volcanoes on the other planets, none of the lunar shields has a caldera. However, many shields, especially those on Venus, likewise do not show central calderas.  Additionally, while evidence for some lunar shields such as the Marius Hills is pretty convincing, the evidence for others is not as clear.  The largest feature that was identified, the Cauchy shield, possesses the correct topographic shape and has numerous small cones, rilles, and vents on it, but remote sensing data suggest that the lava thickness in eastern Mare Tranquillitatis is relatively thin, which might mean that Cauchy is not a thick stack of lava as Marius appears to be.  Scientists still think that Cauchy is a shield volcano, but acknowledge that this interpretation is tentative and they will continue studying these enigmatic features to better understand their history.

Source: Air and Space.

Mauna Loa (Hawaii): un superbe exemple de volcan bouclier (Photo: C. Grandpey)

Vue du sommet du Mauna Loa (Crédit photo: USGS)

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3 réflexions au sujet de « Des volcans boucliers sur la Lune? // Shield volcanoes on the Moon ? »

  1. Bonjour Claude,
    Si la lune peut être considérée, à tord comme un astre mort, puisque son noyau demeure encore chaud (1 500°C), son âge avoisine celui de la Terre et il est étonnant qu’elle n’ait pas suivie une évolution géologique identique. De plus, en constatant des irrégularités dans sa la rotation il est probable qu’une partie au moins du noyau est à l’état fondu. Presque totalement refroidie, donc cristallisée, donc « légère », elle n’a plus aucune change de développer un quelconque volcanisme de surface. Par contre certains scientifiques continuent de pensée que quelques édifices d’origine volcanique peuvent encore émettre des gaz, qui s’échapperaient par des fissures que créerait la condensation gravitationnelle de l’astre, ou l’effet de « marée » liée à l’attraction terrestre.
    La grosse interrogation qui pour moi reste sans réponse, est l’absence d’atmosphère sur ce satellite, ce qui d’ailleurs semble avoir été la raison principale de son refroidissement rapide. Si originairement, on peut concevoir sa création sur terre par dégazage des roches en fusion donc du volcanisme, pourquoi n’en a-t-il pas été de même sur la Lune. Où sont donc passés tous ces gaz, qui ont pu échapper à la gravité, nous les aurions nous récupérés ? S’il est totalement inconcevable d’imaginer un volcanisme du type Terrestre sans gaz, est-il possible que des épanchements laviques sur la Lune n’en n’aient point libérés ?
    Par contre, à l’instar des nôtres (Mona Loa), on dirait quand même que les volcans boucliers de la lune, malgré l’absence de caldeira aient possédé d’impressionnant lacs de laves, dont le dégazage rejoint le mystère du point précédent.
    Toujours est-il qu’il est satisfaisant que l’étude de notre si poétique satellite vienne enfin contredire l’expression « être dans la lune », qui prônait l’inutilité de s intéresser à cet astre autrement que par la rêverie.
    Même s’il est un peu curieux que se soit les nouvelles technologies de hautes précisions qui suscitent un regain de recherche scientifique (Plutôt que l’inverse), seul la fin justifiant les moyens, il est bien réconfortant qu’un tel intérêt soit donné à cette recherche.
    Grande amitié
    Pierre Chabat

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    1. Bonjour Pierre,
      Il y a quelque temps (le 21 octobre dernier), j’ai publié un article qui indiquait qu’une atmosphère très ténue a pu exister à une certaine époque sur la Lune. Il est donc à mettre en relation avec cette note sur les volcans boucliers… Voici le lien:
      https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2017/10/21/volcans-et-atmosphere-lunaire-volcanoes-and-lunar-atmosphere/
      Bonne journée, (froide et pluvieuse) en Limousin.
      Claude Grandpey

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      1. Alors là, je suis désolé d’avoir loupé cet article. Etant un peu étourdi, j’étais probablement dans la lune ce jour là, et vlan, je suis passé à coté de Claude sans le voir.
        Je vais rattraper cela bien vite et me « précipiter dans le passé ». A moins que l’aéroport ne soit fermé, tant pis, je prendrai le train…en marche.
        A Paris il fait assez froid également (Sacré Vortex Polaire) mais je me demande quand même si cela ne serait pas dû à un début d’hiver volcanique que « l’Agungnerie Balinaise » est en train de nous concocter. A voir
        Bonne soirée hivernale
        Pierre Chabat

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