Dans une étude signalée par le South China Morning Post (SCMP), des chercheurs ont révélé que le matériel collecté par la sonde chinoise Chang’e 5 et rapportés sur la Terre contient du graphène, un matériau constitué d’une seule couche d’atomes de carbone pur. Cette découverte pourrait remettre en question la principale hypothèse actuelle sur la formation de la Lune.
Même s’il existe plusieurs scénarios possibles, il est aujourd’hui communément admis que la Lune est née il y a environ 4,5 milliards d’années lors d’une collision cataclysmique entre la Terre et Theia, une protoplanète d’une taille comparable à celle de Mars. L’impact aurait arraché une énorme quantité de matière qui se serait répartie dans un vaste disque orbital avant de se condenser en un nouveau corps céleste, la Lune.
Or, des éléments récents forcent désormais les chercheurs à reconsidérer cette hypothèse. En 2020, une équipe japonaise a montré qu’il existait de petites émissions d’ions de carbone un peu partout sur la Lune (voir ce papier de recherche).
Selon les auteurs, cela suggère qu’il existe des sources de carbone dites « indigènes », autrement dit du carbone directement originaire de la Lune, par opposition au carbone exogène mentionné ci-dessus. Cela pourrait sembler anecdotique, mais la présence de carbone indigène signifie que les chercheurs devront peut-être revoir le modèle de formation de la Lune qui est globalement accepté aujourd’hui
C’est pour cela que la découverte de graphène dans les échantillons de Chang’e 5 est intéressante. Les chercheurs chinois se sont intéressés à la structure microscopique des échantillons. À l’aide de plusieurs techniques de microscopie et de spectrométrie, ils ont pu déterminer que ce graphène n’était âgé “que” de deux milliards d’années, ce qui est bien plus jeune que la Lune. Et surtout, ils ont constaté que la structure du graphène est cohérente avec des « processus à haute température résultant d’éruptions volcaniques ».
Selon le SCMP, cela aurait pu permettre au fer contenu dans ces zones relativement riches en carbone d’interagir avec les molécules carbonées. Plus spécifiquement, cela aurait donné lieu à une « catalyse minérale » susceptible de former du graphène. Ce qui est important, c’est que cela suggère l’existence d’un mécanisme de production du carbone sur la Lune elle-même.
Ceci pourrait expliquer l’accumulation de carbone indigène dans les sols. Il faudra conduire d’autres études pour mieux comprendre toutes les nuances de ces phénomènes ainsi que leurs implications. Mais il s’agit déjà d’un point de départ très intéressant. Selon les chercheurs, ces découvertes pourraient bouleverser notre compréhension de la chimie lunaire et, par extension, de son histoire.
Référence
2020 May 6
doi: 10.1126/sciadv.aba1050. eCollection 2020 May.
KAGUYA observation of global emissions of indigenous carbon ions from the Moon
Shoichiro Yokota 1, Kentaro Terada 1, Yoshifumi Saito 2, Daiba Kato 3, Kazushi Asamura 2, Masaki N Nishino 2, Hisayoshi Shimizu 4, Futoshi Takahashi 5, Hidetoshi Shibuya 6, Masaki Matsushima 7, Hideo Tsunakawa 2
- PMID: 32494721
PMCID: PMC7202878 - DOI: 10.1126/sciadv.aba1050
- Abstract
- Carbon is a volatile element that has a considerable influence on the formation and evolution of planetary bodies, although it was previously believed to be depleted in the Moon. We present observations by the lunar orbiter KAGUYA of carbon ions emitted from the Moon. These emissions were distributed over almost the total lunar surface, but amounts were differed with respect to lunar geographical areas. The estimated emission fluxes to space were ~5.0 × 104 per square centimeter per second, which is greater than possible ongoing supplies from the solar wind and micrometeoroids. Our estimates demonstrate that indigenous carbon exists over the entire Moon, supporting the hypothesis of a carbon-containing Moon, where the carbon was embedded at its formation and/or was transported billions of years ago.
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