Des scientifiques se sont intéressés à l'ancien champ magnétique qui entourait certainement la Lune dans le passé. Ils expliquent quel est selon eux le processus qui a alimenté ce champ magnétique et qui a pris fin il y a 1 milliard d'années.

Il y a des milliards d’années, la Lune produisait un champ magnétique, peut-être plus puissant que l’actuel champ magnétique terrestre. Ce champ qui entourait la Lune a sans doute été créé par un effet dynamo, explique une équipe de scientifiques dans la revue Science Advances. Leur étude, relayée par le Massachusetts Institute of Technology (MIT), a été publiée le 1er janvier 2020. Elle explique que cette « dynamo lunaire » a dû prendre fin il y a environ 1 milliard d’années.

Les auteurs commencent par rappeler qu’actuellement, la Lune ne possède pas de champ magnétique global. On estime cependant qu’un champ magnétique global a existé au début de son histoire, avec « des intensités de champ à la surface de plusieurs dizaines de microtesla (comparables à celles de la Terre aujourd’hui) au cours de la période s’étendant d’il y a 4,25 à 3,56 milliards d’années », précisent les chercheurs.

Un schéma du champ magnétique terrestre. // Source : Flickr/CC/Zappys Technology Solutions (photo recadrée et modifiée)

L’effet dynamo, auquel les auteurs de l’étude s’intéressent, est un phénomène physique. C’est lui qui sert à expliquer d’où viennent les champs magnétiques que l’on observe autour des astres, comme des planètes ou des étoiles. Cet effet repose sur des mouvements de matière fluide qui se produisent à l’intérieur des astres. Dans le cas de la Terre, le fluide conducteur est le fer qui se trouve sous forme liquide dans le noyau externe de la planète. Pour la Lune, les auteurs supposent qu’un effet dynamo semblable a créé l’ancien champ magnétique de l’objet.

Des implications pour l’évolution de la Lune

C’est pourquoi les scientifiques ont voulu déterminer à quel moment la dynamo lunaire a très probablement cessé. « Le moment de l’arrêt de la dynamo a des implications majeures pour le mécanisme de génération du champ magnétique, ainsi que pour l’évolution thermique et mécanique de l’intérieur lunaire », écrivent les chercheurs.

Savoir que cet arrêt s’est sans doute produit il y a environ 1 milliard d’années permet aux scientifiques de dire que l’effet dynamo était sans doute produit par un phénomène, qui est celui de la cristallisation du noyau interne (composé de fer) de la Lune. Autrement dit, cet effet dynamo à l’origine du champ magnétique de la Lune aurait été « alimenté de façon comparable à la Terre », commente Benjamin Weiss, professeur spécialiste de la planétologie au MIT et co-auteur de l’étude, cité dans un communiqué annonçant la découverte.

La structure de la Terre et de la Lune. // Source : Wikimedia/Nasa (photo recadrée et modifiée)

Prochaine étape : mesurer la direction du champ magnétique

Pour estimer l’histoire du champ magnétique lunaire, les auteurs ont étudié des échantillons qui ont été recueillis lors de la mission Apollo 15 (en 1971). Ces deux échantillons paraissent avoir subi un impact important il y a environ 1 milliard d’années. Lors de plusieurs tests, les scientifiques ont estimé que ces deux échantillons pouvaient bien servir à estimer quelle était la valeur de l’ancien champ magnétique de la Lune.

D’après les scientifiques, la cristallisation du noyau lunaire est certainement devenue le principal mécanisme à l’origine de l’effet dynamo il y a 2,5 milliards d’années. Le champ magnétique lunaire s’est affaibli peu à peu, tandis que le noyau lunaire se cristallisait. Le prochain objectif des scientifiques est de mesurer la direction de cet ancien champ magnétique lunaire, pour mieux comprendre comment l’astre a pu évoluer.

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