Chang’e-5 trouve du fer sur la Lune, résolvant ainsi un mystère que les missions Apollo n’ont pu résoudre

Les planétologues n’ont pas trouvé beaucoup de fer hautement ionisé dans les échantillons rapportés par les missions Apollo et n’ont pas pu expliquer ce phénomène, mais les échantillons de Chang’e-5 ont changé la donne.

Le site d’atterrissage de la mission Chang’e-5 a révélé la présence de fer ferrique en abondance sur la lune, largement absent des analyses des échantillons Apollo. Crédit image : CNSA/CLEP/D.Machacek (CC BY-NC-SA 2.0)

Des échantillons de la surface lunaire rapportés par la mission Chang’e-5 ont révélé la présence d’un fer abondant dans un état d’oxydation +3. Les scientifiques qui ont étudié les échantillons pensent que les micrométéorites modifient la chimie de la surface lunaire, convertissant le Fe2+ en un mélange de métal non chargé et de Fe3+.

Le fer est connu pour son large éventail d’états d’oxydation, de -2 à +7, mais sur Terre, les plus courants sont +2 et +3, respectivement appelés ferreux et ferriques. Cependant, les échantillons rapportés par les missions Apollo contenaient principalement du fer ferreux ou métallique (Fe0). Cela a conduit à la conclusion que la surface lunaire, et peut-être l’intérieur, sont fortement réducteurs (faisant gagner des électrons à d’autres substances), avec des implications importantes pour notre compréhension de la chimie lunaire.

Si vous basiez votre connaissance de la géologie de la Terre entièrement sur six sites choisis de façon semi-aléatoire, vous passeriez à côté de certains aspects plutôt importants. La Lune est bien sûr beaucoup moins diversifiée, mais nous avons fait quelque chose d’assez similaire dans les 50 ans qui ont suivi les missions Apollo. Dans la revue Nature Astronomy, une étude des échantillons retournés par la mission Chang’e-5 révèle une grande quantité de fer ferrique qu’Apollo n’a pas trouvée.

Chang’e-5 a été envoyé dans l’une des parties les plus jeunes de la surface lunaire, une zone qui était volcaniquement active il y a moins de 2 milliards d’années. Là, il a recueilli des particules de fusion agglutinées (amas de matière ayant adhéré) d’un dixième de millimètre de diamètre environ, qui, selon l’article, contiennent du fer ferrique en abondance : plus de 40 % des ions ionisés sont ferriques.

Cela soulève la question de savoir d’où vient le Fe3+. Certaines tentatives d’explication de la faible quantité de fer ferrique dans les échantillons Apollo avaient suggéré que de l’hydrogène ou du monoxyde de carbone – l’un ou l’autre pouvant réagir avec le fer pour produire du Fe3+ – s’échappait parfois de la surface lunaire. D’autres ont évoqué les effets des atomes d’oxygène qui se détachent de l’atmosphère terrestre. Cependant, comme il n’y avait pas grand-chose à expliquer, la question n’était pas prioritaire.

Les quantités plus importantes rapportées par le professeur Xu Yigang de l’Institut de géochimie de Guangzhou et ses co-auteurs changent la donne. Un indice permet d’expliquer le fer ferrique trouvé ici, et peut-être les quantités beaucoup plus faibles observées auparavant.

“En tant que corps sans air, la Lune subit une altération spatiale due à l’irradiation du vent solaire et aux impacts de micrométéorites”, écrivent les auteurs. Les fondus montrent des signes d’impact par des micrométéorites, et les auteurs proposent que ceux-ci ont provoqué une redistribution de la charge, Fe2+ étant transformé en un mélange de Fe0 et Fe3+, peut-être avec l’ajout de quelques électrons provenant d’ailleurs.

Même une minuscule météorite peut créer beaucoup de chaleur lorsqu’elle n’a pas eu de friction atmosphérique pour la ralentir. La mise en commun des particules de fer métallique suggère que l’énergie de l’impact de la météorite a fait monter la température du verre au-dessus de 1 524 °C. Les auteurs ne savent pas si les charges ont été réarrangées à ce moment-là pendant que le matériau était liquéfié, ou pendant le refroidissement post-choc.

Ironiquement (désolé), les missions Apollo ont en fait trouvé au moins une concentration plus élevée de fer ferrique. Jusqu’à un quart du fer contenu dans certaines billes de verre rapportées par quatre des missions Apollo est ferrique, mais cela n’a été remarqué qu’au cours des dernières années, alors que l’impression d’une surface hautement réductrice s’était déjà installée.

L’article est en accès libre dans Nature Astronomy.

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Source : IFLScience – Traduit par Anguille sous roche