La chronologie lunaire révisée par l’hétérogénéité du bombardement

Résultat scientifique Univers

L’un des résultats scientifiques majeurs des missions de retour d’échantillons lunaires (Apollo, Luna, Chang’e) a été l’établissement d’un modèle de chronologie permettant de déduire l’âge des surfaces à partir de la densité de cratères observée. Ce modèle constitue actuellement le seul outil disponible pour dater les surfaces du Système Solaire, permettant ainsi de préciser la temporalité des grands évènements responsables de leur évolution géologique. Or, la majorité des modèles de chronologie, supposent un taux de cratérisation homogène sur toute la surface lunaire.

Cependant, la synchronicité de l’orbite lunaire autour de la Terre et la distribution orbitale des impacteurs remettent en question l’hypothèse d’un flux d’impact lunaire homogène. Quelle est l’intensité et les conséquences d’une hétérogénéité du flux d’impact sur la mesure de l’âge des surfaces lunaires? C’est justement ce qu’une équipe de recherche internationale, dans laquelle le CNRS Terre & Univers est impliqué, vient d’établir.

Les scientifiques ont découvert que le taux de cratérisation sur la Lune varie d’un facteur ~1.8 entre différentes régions. La conséquence sur l’interprétation des échantillons lunaires ? Les régions d’où proviennent ces roches n’auraient donc pas enregistré le même taux d’impact et les systèmes de chronologie des corps du Système Solaire s’en trouvent erronés. Les chercheurs ont ensuite utilisé cette variation du taux de cratérisation pour recalibrer la chronologie lunaire. Ce nouveau modèle modifie jusqu’à 30% l’âge des surfaces lunaires déduites des comptages de cratères depuis des décennies. En conséquence, notre vision de la temporalité de l’activité géologique de la Lune pourrait être révisée, tout comme les chronologies d’autres corps planétaires tels que Mercure et Mars, lesquels sont calibrées sur celle de la Lune. Enfin, les futures missions d’échantillonnage lunaire telles qu’Artemis ou Chang’e-6 permettront de préciser cette chronologie pour les périodes les plus anciennes, il y a plus de 3.5 milliards d’années.

Laboratoires CNRS impliqués

  • Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CEREGE – OSU Pythéas)

Tutelles : AMU / CNRS / IRD / INRAE / Collège de France

  • Laboratoire d’astrophysique de Marseille (LAM - OSU Pythéas)

Tutelles : CNRS / CNES / AMU

  • Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE - OBS Paris)

Tutelles : CNRS / Observatoire de Paris - PSL

Asymétrie du taux de cratérisation lunaire. Les points noirs et jaunes symbolisent les terrains échantillonnés par les missions Apollo (A), Luna (L) et Chang’e-5 (CE). © A. Lagain et al. (2024)

Pour en savoir plus

Anthony Lagain, Hadrien A.R. Devillepoix, Pierre Vernazza, Darrel Robertson, Mikael Granvik, Petr Pokorny, Anthony Ozerov, Patrick M. Shober, Laurent Jorda, Konstantinos Servis, John H. Fairweather, Yoann Quesnel, Gretchen K. Benedix, Recalibration of the lunar chronology due to spatial cratering-rate variability,
Icarus, Volume 411, 2024. 

Contact

Anthony Lagain
Post-doctorant de l'université de Aix-Marseille au Centre de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement (CEREGE - OSU Pythéas)