Nouvelles données sur le volcanisme lunaire // New data on lunar volcanism

Une analyse d’échantillons lunaires fournis par la mission lunaire chinoise Chang’e 5 apporte peut-être une nouvelle réponse au volcanisme récent sur la Lune.
Les échantillons obtenus grâce aux missions Apollo et Luna ont tous été datés à environ 3 milliards d’années, mais les échantillons rapportés par la mission Chang’e 5 fin 2020 montrent que les roches de la région où le vaisseau spatial s’est posé étaient relativement jeunes, âgées de seulement 2 milliards d’années.
La mission Chang’e 5 a permis de collecter 1,73 kilogrammes de poussière et de roches lunaires dans une région appelée Oceanus Procellarum sur la face la plus proche de la lune en décembre 2020. Les scientifiques chinois avaient ciblé cette zone d’alunissage en raison de la densité apparente plus faible de cratères. Cela laissait supposer que la zone était nettement plus jeune que les zones échantillonnées par les missions Apollo américaine et Luna soviétique.

Voir vidéo de l’alunissage de Chang’e 5:

https://youtu.be/VS9zr6MrCiM

Image agrandie d’un échantillon de roche lunaire collecté lors de la mission chinoise Chang’e 5 en décembre 2020. (Source : CNSA/GRAS/NAOC)

Plusieurs équipes scientifiques ont essayé de savoir ce que les roches peuvent nous apprendre sur la Lune et l’histoire de notre système solaire.

Des chercheurs avaient précédemment émis l’hypothèse qu’une teneur en eau relativement élevée ou la présence d’éléments radioactifs producteurs de chaleur à l’intérieur de la Lune était susceptible de provoquer du volcanisme à un stade avancé de la vie de la Lune, dans certaines régions. Cependant, de nouvelles données fournies par la mission Chang’e-5 et publiées dans la revue Nature semblent écarter cette hypothèse.
Des chercheurs de l’Institut de géologie et de géophysique de l’Académie chinoise des sciences ont découvert qu’un point de fusion plus bas de certaines parties du manteau lunaire pourrait être dû à la présence de composants fusibles donnant naissance à un jeune volcanisme lunaire. L’étude a été publiée dans la revue
Science Advances le 21 octobre 2022.
Un des scientifiques auteurs de l’étude a expliqué que « 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 évaluer la température et la pression dans lesquelles le jeune volcanisme a été créé ».
Les chercheurs ont mené une série de simulations de cristallisation fractionnée et de fusion du manteau lunaire afin de comparer 27 échantillons de clastes de basalte issus de la mission Chang’e 5 avec des basaltes fournis par les missions Apollo. Ils ont découvert que le jeune magma collecté par Chang’e 5 avait des teneurs en oxyde de calcium et en dioxyde de titane plus élevées que les magmas Apollo plus anciens. Ce sont des cumulats océaniques de magma lunaire de stade tardif, riches en calcium et en titane, qui fondent plus facilement que les cumulats plus anciens.
L’étude présente des preuves du premier mécanisme viable susceptible d’expliquer le jeune volcanisme sur la Lune, compatible avec les derniers échantillons rapportés par la mission Chang’e 5. Cela pourrait aider à comprendre l’évolution thermique et magmatique de la Lune.
Source : space.com.

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An analysis of lunar samples returned by China’s Chang’e 5 moon mission has produced a new possible answer for recent volcanism in the moon’s history.

Lunar samples returned by the Apollo and Luna missions are all older than about 3 billion years, but samples returned by Chang’e 5 in late 2020 showed that rocks in the area were relatively young, at only 2 billion years old.

China’s Chang’e 5 spacecraft collected 1.73 kilograms of lunar dust and rocks (see sample above) from a region called Oceanus Procellarum on the near side of the moon in December 2020. The mission team targeted this landing area because of its apparent lower density of craters, suggesting it was significantly younger than areas sampled by the Apollo and Soviet Luna missions.

See video of Chang’e 5’s landing:

https://youtu.be/VS9zr6MrCiM

Various teams of scientists have been working to learn what the rocks can tell us about the moon and the history of our solar system. The researchers previously speculated that either a relatively high water content or the presence of radioactive, heat-producing elements in the lunar interior might have driven volcanism in a late stage of the moon’s life in some areas. However, new Chang’e-5 data published in the journal Nature appears to have ruled out these hypotheses.

Researchers from the Institute of Geology and Geophysics at the Chinese Academy of Sciences found that a lower melting point for portions of the lunar mantle could be due to the presence of fusible components, leading to young lunar volcanism. The study was published in the journal Science Advances on October 21st, 2022.

One of the sientists explained that « recent melting of the lunar mantle can be achieved by either raising the temperature or lowering the melting point. To better understand this problem, we should estimate the temperature and pressure in which the young volcanism was created. »

The researchers conducted a series of fractional crystallization and lunar mantle melting simulations to compare 27 samples of Chang’e 5 basalt clasts with Apollo basalts. They found that the young magma collected by Chang’e 5 had higher calcium oxide and titanium dioxide contents than older Apollo magmas. These are calcium-titanium-rich late-stage lunar magma ocean cumulates are more easily melted than early cumulates.

The research presents evidence for the first viable mechanism to account for young volcanism on the Moon that is compatible with the newly returned Chang’e 5 samples and could help understand the Moon’s thermal and magmatic evolution.

Source : space.com.

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