Une étude révolutionnaire révèle que les météorites sont le principal facteur de la minceur de l’atmosphère lunaire

2024-08-03 20:47:28

Des recherches récentes menées par des scientifiques du MIT et de l’Université de Chicago ont révélé que l’atmosphère extrêmement mince de la Lune, connue sous le nom d’exosphère, est principalement entretenue par un bombardement constant de météorites.

Cette étude révolutionnaire, publiée dans Science Advances, fournit des informations cruciales sur les processus qui ont façonné l’atmosphère de la Lune au cours de milliards d’années.

Vaporisation par impact de météorite : le processus dominant

L’étude, qui a analysé des échantillons de sol lunaire collectés pendant Les missions Apollo de la NASALes chercheurs ont déterminé que l’exosphère lunaire est principalement le produit de la vaporisation par impact. Ce processus se produit lorsque des météorites entrent en collision avec la surface lunaire, vaporisant des éléments du sol lunaire et les projetant dans l’atmosphère. « Nous donnons une réponse définitive : la vaporisation par impact de météorite est le processus dominant qui crée l’atmosphère lunaire », a déclaré Nicole Nie, auteure principale de l’étude et professeure adjointe au MIT.

Au cours des 4,5 milliards d’années d’histoire de la Lune, sa surface a été continuellement bombardé par des météoritesAu début, les météorites massives étaient les principaux impacteurs, mais plus récemment, des météorites plus petites, de la taille d’une poussière, ont été micrométéoroïdes sont devenus les principaux contributeurs.

Le rôle du vent solaire et de la pulvérisation ionique

Cependant, l’analyse de l’équipe a révélé que vaporisation par impact Il s’agit du processus prédominant, contribuant à environ 70 % à l’atmosphère lunaire, tandis que la pulvérisation ionique représente les 30 % restants. Cette quantification a été réalisée en mesurant les rapports isotopiques d’éléments volatils, tels que le potassium et le rubidium, dans les échantillons de sol lunaire.

Les résultats indiquent que isotopes plus légers Les isotopes les plus lourds ont tendance à se disperser dans l’atmosphère, tandis que les isotopes les plus lourds ont tendance à se déposer dans le sol. Cette distinction permet de comprendre les contributions spécifiques de chaque processus à la formation de l’exosphère.

Contexte historique et méthodologie

La mission LADEE de la NASAlancée en 2013, a d’abord mis en évidence les rôles potentiels de la vaporisation par impact et de la pulvérisation ionique dans la formation de l’exosphère de la Lune. Les données de la mission ont montré des fluctuations dans la composition atmosphérique pendant les pluies de météorites et les éclipses solaires, suggérant l’influence des impacts de météorites et du vent solaire. Cependant, ces observations n’étaient pas suffisamment quantitatives pour déterminer le processus dominant.

Pour obtenir des résultats plus précis, Nie et ses collègues ont analysé 10 échantillons de sol lunaire, chacun pesant environ 100 milligrammes. Ils ont isolé les éléments volatils potassium et rubidiuma dissous le sol dans des acides et a utilisé la spectrométrie de masse pour mesurer les rapports isotopiques.

La prédominance des isotopes lourds dans le sol indique que vaporisation par impact est le principal contributeur à l’atmosphère de la Lune. Ce processus méticuleux impliquait de broyer les échantillons de sol en une fine poudre, de purifier les éléments et d’utiliser des techniques avancées pour mesurer avec précision les compositions isotopiques, fournissant ainsi des preuves définitives des processus en jeu.

Des implications plus vastes pour la science planétaire

Les résultats de l’étude ont des implications plus larges pour la compréhension des atmosphères d’autres lunes et astéroïdes « La découverte d’un effet aussi subtil est remarquable, grâce à l’idée innovante de combiner les mesures des isotopes de potassium et de rubidium avec une modélisation quantitative minutieuse », a déclaré Justin Hu, chercheur sur les sols lunaires à l’Université de Cambridge.

Cette approche clarifie non seulement la Dynamique atmosphérique de la Lune mais offre également un modèle qui pourrait être appliqué à d’autres corps célestes, améliorant ainsi notre compréhension de l’altération spatiale et de la formation atmosphérique à travers le système solaire.

Nie a souligné l’importance de continuer à ramener échantillons de la Lune et d’autres corps planétaires pour obtenir une image plus claire de la formation et de l’évolution du système solaire. « Sans ces échantillons Apollo, nous ne serions pas en mesure d’obtenir des données précises et de procéder à des mesures quantitatives pour comprendre les choses plus en détail », a-t-elle noté. Les contributions du programme Apollo continuent d’être inestimables, soulignant la nécessité pour les futures missions de rapporter davantage d’échantillons pour une analyse détaillée.

Orientations futures de la recherche

Cette recherche ouvre la voie à de futures études visant à comprendre la dynamique atmosphérique de autres corps célestesLes techniques et méthodologies développées pourraient être appliquées aux prochaines missions ciblant d’autres lunes et astéroïdes, fournissant des données précieuses qui pourraient remodeler notre compréhension de l’histoire du système solaire et des processus qui régissent les atmosphères planétaires.

Les missions futures pourraient se concentrer sur la collecte d’échantillons plus diversifiés, en utilisant des techniques d’analyse encore plus avancées et en intégrant des données provenant de sources multiples pour construire une image complète de la manière dont les atmosphères se maintiennent et évoluent au fil du temps.