Percer le mystère des spécimens vieux de milliards d'années récupérés lors de la mission Apollo 17.

(Journal Dan Tri) - Un petit échantillon de la Lune, caché pendant plus de 50 ans, s'avère receler un grand secret.

Un cristal de soufre (Image : mineral vision/iStock/Getty Images Plus).

Détection des ondes de choc

Des scientifiques ont découvert des particules de poussière de troïlite (particules minérales) collectées par le vaisseau spatial Apollo 17 en 1972. Par conséquent, ces objets pourraient être aussi vieux, voire plus vieux, que la Lune, un vestige vieux de 4,5 milliards d'années du système solaire primitif.

Le planétologue James Dottin, de l'université Brown (États-Unis), n'a pas caché sa surprise : « Ma première pensée a été : “Waouh, ce n'est pas possible !” Nous avons dû revérifier pour nous assurer que tout était correct, et c'était le cas. Ce sont des résultats vraiment extraordinaires. »

Au cours des années 1960 et au début des années 1970, les astronautes du programme Apollo de la NASA ont rapporté sur Terre un total de 382 kg de matériaux lunaires. Cependant, conscients des progrès technologiques à venir, les scientifiques ont scellé certains échantillons de roche afin de les préserver, dans l'attente de conditions d'étude plus favorables.

L'un de ces spécimens conservés a été étudié par le planétologue Dottin et son équipe, qui ont utilisé la spectrométrie de masse pour déterminer la source du soufre dans l'échantillon.

Le soufre est un élément essentiel à la compréhension de l'histoire géologique d'un objet. Il peut se lier à des métaux comme le fer, circuler entre le noyau, le manteau et l'atmosphère d'une planète, et conserver des traces isotopiques de l'environnement dans lequel il s'est formé.

Les isotopes sont des variantes d'un même élément possédant un nombre différent de neutrons. Leur proportion dans un matériau varie selon son mode de fabrication ; ils constituent une sorte de « code-barres chimique » permettant aux scientifiques de retracer l'origine, le mécanisme de formation et l'âge d'un échantillon.

Les échantillons de la sonde 73001/2 d'Apollo 17 contenaient des fragments de troïlite, un composé de fer et de soufre que l'on trouve couramment dans l'espace.

Dottin et son équipe souhaitent étudier les rapports isotopiques du soufre dans les troolites afin d'en apprendre davantage sur l'histoire de la Lune, en se concentrant particulièrement sur les particules qui semblent être d'origine volcanique.

L'astronaute Harrison Schmitt, à bord d'Apollo 17, utilise un instrument de prélèvement d'échantillons sur la Lune (Photo : NASA).

Découvertes inattendues concernant le soufre-33

Certaines parties de l'échantillon présentaient des concentrations légèrement plus élevées de soufre-33, un profil isotopique compatible avec un dégagement de gaz volcanique, comme l'avaient prédit Dottin et son équipe étudiant des roches volcaniques lunaires.

Cependant, d'autres parties de l'échantillon ont montré le contraire : la proportion d'isotopes de soufre-33 a diminué de manière significative.

« Auparavant, on pensait que le manteau lunaire avait une composition isotopique du soufre similaire à celle de la Terre », a expliqué Dottin. « C’est ce à quoi je m’attendais en analysant ces échantillons, mais nous avons trouvé des valeurs très différentes de toutes celles que nous avons trouvées sur Terre. »

Les scientifiques n'ont jamais observé d'échantillon lunaire présentant ce rapport isotopique, et les explications possibles de sa formation sont très rares.

Ce niveau d'appauvrissement en soufre-33 suggère une interaction entre le soufre et le rayonnement ultraviolet dans une atmosphère raréfiée, ce qui soulève deux hypothèses intéressantes. Toutes deux laissent penser que la troïlite est un minéral ancien.

Deux hypothèses sur l'origine du soufre ancien.

La première hypothèse est que le soufre se soit formé sur la Lune elle-même, à peu près au moment où des études ont révélé la présence d'un océan de magma recouvrant la Lune naissante. Lors du refroidissement et de la cristallisation de cet océan, le soufre-33 aurait pu s'évaporer de la surface vers l'atmosphère primordiale de la Lune, laissant derrière lui des isotopes plus lourds.

La seconde hypothèse est encore plus fascinante. L'hypothèse principale concernant la formation de la Lune est que la Terre primitive a été percutée par un objet de la taille de Mars, nommé Théia, durant le chaos qui régnait au début du système solaire.

Certaines théories suggèrent que les fragments résultants sont restés en orbite terrestre, s'agglomérant pour former la Lune, tandis qu'une partie de Théia a disparu à l'intérieur de la Terre.

Mais des fragments de Théia pourraient également se trouver sur la Lune. Et les chercheurs suggèrent que son soufre lunaire particulier pourrait aussi provenir de Théia.

Il est impossible de déterminer quel scénario est le plus probable, mais nous pouvons néanmoins en examiner les implications. Si le soufre a subi une altération photochimique, cela pourrait témoigner d'échanges anciens de matière entre la surface lunaire et son manteau, a déclaré Dottin.

« Sur Terre, nous avons la tectonique des plaques qui permet cela, mais pas sur la Lune », a expliqué Dottin. « L’idée d’un mécanisme d’échange quelconque sur la Lune primitive est donc fascinante. »

La présence de soufre en quantité inhabituelle pourrait également réfuter l'hypothèse selon laquelle la Lune se serait formée à partir de poussières radioactives issues de la collision Terre-Théia. Dans ce cas, le soufre serait réparti uniformément dans le manteau lunaire.

Le planétologue James Dottin utilise un spectromètre de masse à ions secondaires pour analyser des échantillons lunaires d'Apollo 17 (Image : Université Brown).

Il s'agit d'une découverte prometteuse, et ce n'est qu'un échantillon conservé dans une chambre à hélium depuis les années 1970. Cependant, percer ce mystère nécessitera probablement davantage d'échantillons provenant d'ailleurs : de la Lune, de Mars, voire d'astéroïdes, et nous aurons besoin de beaucoup de temps pour les collecter.

Quelle que soit leur origine, ces particules portent la trace de soufre la plus singulière et la plus ancienne jamais découverte sur la Lune, une trace ténue qui nous ramène à la formation même du système solaire.

Source : https://dantri.com.vn/khoa-hoc/giai-ma-bi-an-mau-vat-hang-ti-nam-tuoi-lay-ve-tu-tau-apollo-17-20251126224829147.htm