Une collision à l’origine des anomalies magnétiques lunaires !

Dans une étude publiée le 9 mars dans la revue Science, des chercheurs de l’Institut de Physique du Globe de Paris (CNRS, Université Paris Diderot), du Massachusetts Institute of Technology, et de Harvard University montrent que la plupart de ces anomalies sont probablement liés à des matériaux hautement magnétiques issus de l’astéroïde qui a créé le plus grand cratère à la surface de la Lune.

Des anomalies magnétiques sur la Lune ont été découvertes au cours des missions Apollo, mais leur origine est restée mal connue. Les roches lunaires sont très faiblement magnétiques en comparaison avec les roches terrestres et la majorité des anomalies magnétiques ne correspondent pas à des structures géologiques. Les auteurs de l’article montrent que le plus grand groupement d’anomalies magnétiques sur la Lune est situé à proximité du cratère d’impact le plus important sur le bassin « South Pole-Aitken ». Avec un diamètre de plus de 2000 km, ce cratère sur la face cachée de la Lune se serait formé il y a plus de 4 milliards d’années et est légèrement allongé dans la direction nord-sud.

Les auteurs ont supposé que, si un astéroïde venant du sud est entré en collision avec la Lune avec un angle d’impact oblique, des portions du projectile auraient été déposés au nord du cratère. Et si cet objet possédait un noyau métallique, comme toutes les autres planètes telluriques, de grandes quantités de fer métallique venant du projectile auraient pu acquérir une aimantation stable si un champ magnétique était présent à l’époque, et auraient ainsi pu générer les anomalies magnétiques observées.

Pour tester cette hypothèse, les auteurs ont effectué des simulations numériques de cet impact et ont étudié la distribution des restes du projectile à la surface de la Lune. En supposant que ces matériaux soient aimantés dans un champ magnétique dipolaire ancien, ce qui est suggéré par les études paléomagnétiques des roches lunaires, le champ magnétique résultant a été calculé. La distribution et l’intensité des anomalies magnétiques prédites sont comparables aux observations pour une large gamme de conditions d’impact et de composition de projectiles.

Ce nouveau modèle de l’origine des anomalies magnétiques lunaires implique que la plupart des roches magnétisées responsables des anomalies magnétiques lunaire ne peuvent être dérivés de la Lune elle-même, mais sont plutôt une conséquence de matériaux extra lunaires qui ont été ajoutés par la suite à sa surface. Étant donné que les grands impacts ont souvent lieu lors de l’évolution précoce de notre système solaire, un tel événement pourrait également expliquer l’origine des fortes anomalies magnétiques sur Mars qui entourent un cratère qui est encore plus grand que le bassin South Pole-Aitken sur la Lune.

Explication en Image :

L’intensité du champ magnétique (à gauche) et la topographie (à droite) de la Lune centrés sur le bassin « South Pole-Aiken ».

Le projectile qui a créé ce cratère de diamètre 2200 km et de 8 km de profondeur a impacté la Lune avec un angle oblique et une direction venant du sud. Des quantités importantes de fer métallique provenant du projectile ont été déposés sur le bord nord du bassin, qui est devenu aimanté en présence d’un champ magnétique global. Cette image montre la moitié de la surface lunaire et l’intensité du champ magnétique (en couleur) est superposée à la topographie lunaire. Les faibles et grandes valeurs de l’intensité du champ magnétique et de la topographie sont en bleu et rouge, respectivement.

Résultat de la modélisation : épaisseur de la croûte en haut à gauche, intensité du champ magnétique prédit en haut à droite, épaisseur des matériaux du manteau du projectile en bas à gauche, et du noyau du projectile en bas à droite. Le projectile simulé a 200 km de diamètre, son noyau 100 km. La direction d’impact du sud vers le nord, à 15 km/s.

Source(s):

Wieczorek, M. A.1, B. P. Weiss2, and S. T. Stewart3 (2012).
An impactor origin for lunar magnetic anomalies, Science, doi:10
1-Institut de Physique du Globe de Paris, Univ Paris Diderot, Saint-Maur des Fossés
2-Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology
3-Department of Earth and Planetary Sciences, Harvard University