Pourquoi la topographie des deux faces de la Lune est-elle si différente ?

La Lune, le satellite naturel le plus proche de la Terre, présente une différence notable entre ses deux hémisphères : la face proche (qui fait toujours face à la Terre) et la face éloignée (qui n’est jamais visible depuis notre planète). Examinons les raisons de ces différences topographiques.

Différences topographiques : un aperçu

La face visible de la Lune est dominée par de vastes plaines basaltiques, appelées « mers » ou « maria », qui sont relativement lisses et sombres. En revanche, la face cachée est principalement couverte de terrains accidentés et de cratères, avec beaucoup moins de ces plaines basaltiques. Cette asymétrie soulève des questions chez les scientifiques depuis des décennies.

Théories et preuves scientifiques

1. Impacts de météorites et formation de basalte:

   • Près du visage: Les mers de basalte sur la face proche de la Lune se sont formées à partir d’anciennes coulées de lave qui ont rempli de grands bassins d’impact. Ces coulées se sont produites lors d’une période d’activité volcanique intense il y a environ 3 à 4 milliards d’années. La présence de ces bassins suggère que de grosses météorites ont impacté cette région, provoquant la libération de magma depuis l’intérieur de la Lune.
   • Visage lointain: Bien que la face cachée ait également subi des impacts, elle ne comporte pas autant de grands bassins. Cela pourrait être dû à une plus faible concentration d’éléments radioactifs générateurs de chaleur dans le manteau sous la face cachée, ce qui aurait entraîné une activité volcanique moindre et donc moins de coulées de lave remplissant les bassins d’impact.
2. Épaisseur de la croûte lunaire:
   • La croûte lunaire est nettement plus épaisse sur la face cachée que sur la face proche. Selon les données collectées par des missions telles que Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), la croûte du côté proche a une épaisseur moyenne d’environ 30 à 40 km, tandis que du côté éloigné, elle peut atteindre 50 à 60 km. Cette différence d’épaisseur de la croûte affecte la capacité du magma à atteindre la surface. Une croûte plus épaisse sur la face cachée a empêché l’émergence de grandes quantités de magma, limitant ainsi la formation de mers de basalte.
3. Influence gravitationnelle de la Terre:
   • La Terre et la Lune sont dans une configuration de marée, ce qui signifie que la Lune montre toujours la même face à la Terre. La proximité de la Terre a influencé la répartition des masses sur la Lune. La force gravitationnelle de la Terre a provoqué une légère déformation du manteau de la Lune, facilitant la libération du magma sur sa face proche.
4. Différences dans la composition et la distribution des éléments:
   • Les différences dans la composition des éléments radioactifs entre les deux faces de la Lune jouent également un rôle important. Des études isotopiques ont montré que la face proximale contient des concentrations plus élevées d’éléments générateurs de chaleur, tels que l’uranium et le thorium. Ces éléments fournissaient la chaleur nécessaire pour maintenir le magma à l’état liquide plus longtemps, ce qui favorisait le volcanisme sur la face voisine.

(Photo : NASA)

Implications pour la science planétaire

Les différences topographiques entre les faces proche et éloignée de la Lune nous aident non seulement à mieux comprendre notre satellite, mais offrent également des informations précieuses sur les processus qui peuvent se produire sur d’autres corps célestes. En étudiant la Lune, les scientifiques peuvent extrapoler leurs découvertes à d’autres planètes et lunes du système solaire, améliorant ainsi notre connaissance de la formation et de l’évolution des planètes.

Explorations futures

Les futures missions sur la Lune, avec et sans pilote, continueront d’approfondir les différences topographiques et géologiques entre les deux parties. Des projets comme le programme Artemis de la NASA visent à établir une présence durable sur la Lune, permettant une étude plus détaillée et prolongée de sa surface et de sa structure interne.