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La Terre pourrait participer à la formation de l’eau sur la Lune

On n’y penserait pas de prime abord, mais le sol lunaire renferme de grandes quantités d’eau. S’il est désormais bien établi que les vents solaires en seraient à l’origine, une nouvelle étude montre que la magnétosphère terrestre pourrait bien jouer également un rôle très important.

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Son paysage gris et poussiéreux ne le laisse pas présager, et pourtant, malgré l’absence d’atmosphère, la Lune renferme bien de l’eau. En quantités plutôt impressionnantes d’ailleurs. L’eau est cependant présente d’une façon bien différente de ce que nous connaissons sur Terre. Elle est en effet emprisonnée au sein des minéraux qui composent le régolithe lunaire. Les nouvelles explorations de la Lune ont d’ailleurs permis de dévoiler l’existence d’un cycle de l’eau lunaire. Dans ce cycle, les vents solaires joueraient un rôle majeur dans la formation de molécules hydratées. Ils sont en effet chargés en protons (H+) qui, en frappant le sol lunaire, entraînent la formation de molécules d’eau par réaction avec les atomes d’oxygène présents dans les minéraux.

Une nouvelle étude va désormais plus loin en établissant un lien entre la formation de ces molécules d’eau et la magnétosphère terrestre.

De l’eau formée malgré l’absence de vents solaires

Plusieurs observations intriguaient en effet encore les scientifiques. Car si les vents solaires sont à l’origine de l’eau sur la Lune, comment expliquer la présence de glace d’eau dans des régions perpétuellement dans l’ombre ? De plus, la face éclairée de notre satellite passe environ 27 % de temps par jour dans ce que l’on appelle la magnétoqueue terrestre, une zone de l’espace protégée du vent solaire par l’action du champ magnétique de notre Planète. Or, alors que les vents solaires y sont réduits de près de 99 %, aucune décroissance claire dans la quantité d’eau lunaire n’a pu être observée en corrélation avec ce phénomène.

La magnétosphère représente le champ de force créé par le champ magnétique terrestre. Elle entoure la planète, la protégeant des radiations du Soleil. Mais la magnétosphère ne représente pas une sphère. Les vents solaires lui donnent en effet une forme allongée, l’étirant en une longue queue vers le côté « nuit ». Cette magnétoqueue comporte plusieurs régions, notamment ce que l’on appelle la plasmagaine (ou feuillet plasmatique). Il s’agit d’une zone chaude composée d’un épais plasma contenant une forte densité d’ions et d’électrons à haute énergie. Ils résultent de l’interaction entre les vents solaires et la magnétosphère terrestre.

De l’eau formée par les électrons de la magnétosphère terrestre

Des chercheurs se sont donc intéressés à la formation d’eau sur la surface lunaire en fonction du passage de la Lune à travers la magnétoqueue terrestre, où les vents solaires et leur flux de protons sont quasi inexistants. En analysant les données collectées par la sonde indienne Chandrayaan 1 entre 2008 et 2009, les chercheurs ont alors compris qu’il n’existait quasiment aucune différence entre le moment où la Lune était en dehors de la magnétoqueue (et donc soumise aux vents solaires) et celui où elle était à l’intérieur, indiquant que les protons transportés par les vents solaires n’étaient pas l’unique processus menant à la formation d’eau à la surface de la Lune.

Il semblerait en effet que les électrons à haute énergie composant la plasmagaine de la magnétosphère terrestre soient également capables de produire de l’eau à la surface de notre satellite. La magnétosphère terrestre jouerait donc un rôle tout aussi important dans ce processus que les vents solaires. Ces résultats ont été publiés dans la revue Nature Astronomy.

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Written by Emilie Grenaud

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