Les scientifiques ont montré remark le gel d’un océan de magma « boueux » peut être responsable de la composition de la croûte lunaire.



Les scientifiques, de l’Université de Cambridge et de l’Ecole normale supérieure de Lyon, ont proposé un nouveau modèle de cristallisation, où les cristaux sont restés en suspension dans le magma liquide pendant des centaines de tens of millions d’années alors que la  » bouillie  » lunaire gelait et se solidifiait. Les résultats sont rapportés dans la revue Geophysical Overview Letters.

Il y a as well as de cinquante ans, les astronautes d’Apollo 11 ont collecté des échantillons des hautes terres lunaires. Ces grandes régions pâles de la Lune – visibles à l’œil nu – sont constituées de roches relativement légères appelées anorthosites. Les anorthosites se sont formées au début de l’histoire de la Lune, il y a entre 4,3 et 4,5 milliards d’années.



Des anorthosites similaires, formées par la cristallisation du magma, peuvent être trouvées dans des chambres magmatiques fossilisées sur Terre. Produire les grands volumes d’anorthosite trouvés sur la Lune aurait cependant nécessité un enormous océan de magma mondial.

Les scientifiques pensent que la Lune s’est formée lorsque deux protoplanètes, ou mondes embryonnaires, sont entrés en collision. La furthermore grande de ces deux protoplanètes est devenue la Terre et la in addition petite est devenue la Lune. L’un des résultats de cette collision était que la Lune était très chaude – si chaude que tout son manteau était du magma en fusion, ou un océan de magma.

« Depuis l’ère Apollo, on pense que la croûte lunaire était formée de cristaux légers d’anorthite flottant à la floor de l’océan de magma liquide, avec des cristaux plus lourds se solidifiant au fond de l’océan », a déclaré la co-auteur Chloé Michaut de l’Ecole normale supérieure. de Lyon. « Ce modèle de ‘flottation’ explique comment les Highlands lunaires ont pu se former. »

Cependant, depuis les missions Apollo, de nombreuses météorites lunaires ont été analysées et la surface area de la Lune a été largement étudiée. Les anorthosites lunaires semblent moreover hétérogènes dans leur composition que les échantillons originaux d’Apollo, ce qui contredit un scénario de flottation où l’océan liquide est la source commune de tous les anorthosites.

La gamme d’âges des anorthosite – plus de 200 hundreds of thousands d’années – est difficilement conciliable avec un océan de magma essentiellement liquide dont le temps de solidification caractéristique est proche de 100 millions d’années.

« Compte tenu de la gamme d’âges et de compositions des anorthosites sur la Lune, et de ce que nous savons sur la façon dont les cristaux se déposent dans le magma en educate de se solidifier, la croûte lunaire doit s’être formée par un autre mécanisme », a déclaré le co-auteur, le professeur Jerome Neufeld du département de Cambridge. Mathématiques Appliquées et Physique Théorique.

Michaut et Neufeld ont développé un modèle mathématique pour identifier ce mécanisme.

Dans la faible gravité lunaire, la sédimentation du cristal est difficile, en particulier lorsqu’il est fortement agité par l’océan de magma en convection. Si les cristaux restent en suspension sous la forme d’une bouillie cristalline, alors lorsque la teneur en cristaux de la bouillie dépasse un seuil critique, la bouillie devient épaisse et collante, et la déformation ralentit.

Cette augmentation de la teneur en cristaux se produit de manière furthermore spectaculaire près de la surface area, où l’océan de magma boueux est refroidi, ce qui donne un intérieur boueux chaud et bien mélangé et un « couvercle » lunaire lent et riche en cristaux.

« Nous pensons que c’est dans ce « couvercle » stagnant que la croûte lunaire s’est formée, alors que la masse fondue légère et enrichie en anorthite s’est infiltrée à partir de la suspension cristalline de convection en dessous », a déclaré Neufeld. « Nous suggérons que le refroidissement des premiers océans de magma a entraîné une convection si vigoureuse que les cristaux sont restés en suspension sous forme de boue, un peu comme les cristaux dans une equipment à fondante. »

Des roches de surface area lunaires enrichies se sont probablement formées dans des chambres magmatiques à l’intérieur du couvercle, ce qui explique leur diversité. Les résultats suggèrent que l’échelle de temps de la formation de la croûte lunaire est de plusieurs centaines de thousands and thousands d’années, ce qui correspond aux âges observés des anorthosites lunaires.

Le magmatisme en série a été initialement proposé comme un mécanisme doable pour la development d’anorthosites lunaires, mais le modèle de la boue réconcilie finalement cette idée avec celle d’un océan de magma lunaire global.

La recherche a été soutenue par le Conseil européen de la recherche.