2022-01-14
Un nouveau modèle de formation de la croûte lunaire
Dans une nouvelle étude publiée dans Geophysical Research Letters, deux scientifiques – Chloé Michaut de l’École normale supérieure de Lyon(i) et Jerome A. Neufeld de l’Université de Cambridge(ii) proposent un nouveau modèle de cristallisation de l'océan magmatique lunaire. Dans ce dernier, les cristaux restent en suspension à l'intérieur de la Lune et la formation de la croûte ne commence que lorsqu'une teneur en cristaux critique est atteinte.
Les grandes étendues blanchâtres sur la Lune visibles à l’œil nu, les Terres Hautes ou Highlands, sont essentiellement faites de roches nommées anorthosites, constituées à plus de 90% par un minéral léger et riche en Calcium, l’anorthite. Elles ont pu être échantillonnées par la mission Apollo 11 et datées avec des âges extrêmement primitifs (4.3 – 4.5 Ga). L’anorthosite est une roche que l’on trouve dans les chambres magmatiques fossiles sur Terre et qui est issue de la cristallisation fractionnée du magma dans ces chambres. Produire un tel volume d’anorthosite sur la Lune nécessite un océan de magma global.
Le scénario classique de solidification de l’océan de magma lunaire propose que cette croûte se serait formée par flottaison des cristaux d’anorthite légers en surface de l’océan de magma lunaire, les cristaux plus lourds d’olivine se sédimentant à la base de l’océan. Ce modèle de flottaison explique élégamment la formation précoce de ces Terres Hautes anorthositiques.
De nombreuses météorites lunaires ont depuis été analysées et la surface de la Lune a été étudiée depuis l’espace. Les anorthosites lunaires apparaissent plus hétérogènes dans leur composition que ne le suggèrent les échantillons d'anorthosite ferreuses des missions Apollo, contredisant le scénario de flottaison où l'océan de magma lunaire est la source commune à toutes les anorthosites. La gamme d'âge des anorthosites ferreuses s’étale sur plus de 200 Ma, ce qui semble également difficile à concilier avec un océan de magma essentiellement liquide dont le temps caractéristique de solidification est inférieur à ~100 Ma. Une réévaluation de l'histoire de la solidification de cet océan de magma semble donc nécessaire.
