La chronologie lunaire révisée par l'hétérogénéité du bombardement – Observatoire de Paris - PSL - Centre de recherche en astronomie et astrophysique

Une équipe internationale impliquant des scientifiques français parmi lesquels un chercheur de l’Observatoire de Paris - PSL, à l’Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides, recalibre l’étude des échantillons lunaires au regard de l’hétérogénéité du bombardement subi par notre satellite. Utilisé pour la première fois, ce modèle apporte un nouvel éclairage sur la compréhension de la chronologie lunaire. Il est publié le 14 mars 2024 dans la revue Icarus.

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’impacts lunaires homogène.

La prise en compte d’une hétérogénéité du flux d’impacts

Quelle est l’intensité et les conséquences d’une hétérogénéité du flux d’impacts sur la mesure de l’âge des surfaces lunaires ? C’est justement ce qu’une équipe de recherche internationale, dans laquelle l’IMCCE 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, lesquelles sont calibrées sur celle de la Lune.

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.

Pour en savoir plus

Ces travaux paraissent sous le titre "Recalibration of the lunar chronology due to spatial cratering-rate variability", par 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, dans la revue Icarus, Volume 411, 2024.