Quand ils ont posé le pied sur la Lune pour la première fois, les astronautes d'Apollo 11 ont peint une image du paysage comme un désert sec comme l'os. Il y a eu un débat sur la provenance de l'eau, mais maintenant deux chercheurs du Musée national d'histoire naturelle de Paris, en France, ont déterminé que la majeure partie de l'eau dans le sol à la surface de la Lune était formée à cause des protons dans le vent solaire entrant en collision avec l'oxygène dans la poussière lunaire, plutôt que par les impacts de comètes ou de météorites.
Les premiers indices qu'il y avait de l'eau sur la Lune sont venus lorsque l'Inde Chandrayaan-1 a trouvé des indices d'eau à travers la surface lunaire quand il a mesuré une immersion dans la lumière du soleil réfléchie à une longueur d'onde absorbée uniquement par l'eau et l'hydroxyle, une molécule qui contient un atome d'hydrogène et un atome d'oxygène.
Pour aider à clarifier cette image, les scientifiques de la NASA se sont tournés vers les données collectées par deux de leurs sondes spatiales - la sonde Cassini, qui a fait vibrer la lune en 1999 en route vers Saturne, et le vaisseau spatial Deep Impact de la NASA, qui a survolé la lune en juin 2009. route vers une rencontre avec la comète Hartley 2. Les deux vaisseaux spatiaux ont confirmé les preuves de l'eau et de l'hydroxyle, des molécules qui sont probablement toutes deux présentes sur la lune.
Il y avait trois explications probables sur la façon dont cette eau y était arrivée. Les comètes et les météorites étaient deux possibilités, tandis que d'autres pensaient que cela pouvait être causé par le vent solaire. Dans ce dernier cas, l'eau aurait été formée par des flux de plasma émanant de la haute atmosphère du soleil et brisant des protons de haute énergie à la surface de la lune. Les rayons cosmiques de l'extérieur du système solaire pourraient également injecter des ions dans les roches lunaires, provoquant des changements chimiques qui créent de l'eau.
Pour découvrir la source d'eau la plus probable, Alice Stephant et François Robert ont mesuré le rapport de l'hydrogène et du deutérium dans les échantillons de sol des missions Apollo 16 et Apollo 17. Ils ont analysé les échantillons à travers un type de spectromètre de masse qui détecte non seulement les isotopes présents mais aussi la profondeur dans laquelle ils se trouvent dans un échantillon de surface.
En étudiant de minuscules grains d'échantillons de sol lunaire, ils ont constaté que la réduction de l'oxygène des silicates dans le sol par les protons du vent solaire était presque certainement le moyen par lequel l'eau était générée. Ils sont parvenus à cette conclusion en déterminant le rapport isotopique du lithium dans les échantillons qui a donné le rapport isotopique pour l'hydrogène. À partir de cela, ils ont pu calculer le rapport deutérium-hydrogène qu'ils ont comparé à la quantité d'eau réellement présente dans l'échantillon de granulés.
Parce qu'il y a généralement plus de deutérium plus loin du soleil, chaque source possible d'eau lunaire devrait donner un rapport différent. Les comètes et les météorites ont des proportions distinctes, tandis que les protons du vent solaire ou des rayons cosmiques auraient chacun des rapports différents.
Ce qu'ils ont découvert, c'est qu'en moyenne, les granules ne contenaient que 15 pour cent d'eau d'ailleurs (vraisemblablement des comètes ou des météorites), laissant le reste se former en raison de l'interaction du vent solaire. Ils notent également que pour certains échantillons, toute l'eau était due à l'interaction du vent solaire.
"Nous confirmons ce résultat", a déclaré Stephant. "Les impacts de météorites et de comètes riches en eau n'apportent pas d'importantes quantités d'eau à la surface de la lune."
Alberto Saal de la Brown University à Providence, Rhode Island, est satisfait du résultat. «Je pense que l'idée que la majeure partie de l'eau à la surface de la lune provient d'implantations de vent solaire est très probablement correcte», dit-il.
Dans leur article publié dans Actes de l'Académie nationale des sciences, Alice Stephant et François Robert décrivent leur étude et les résultats qu'ils ont trouvés. Cependant, ils ont également rapidement souligné que leurs conclusions ne concernent que l'eau trouvée à la surface de la lune - alors que l'origine de l'eau sous la surface est encore sujette à interprétation.
Pour en savoir plus: PNAS
