En plus d'être le seul solvant capable de soutenir la vie, l'eau est essentielle à la vie telle que nous la connaissons ici sur Terre. Pour cette raison, trouver des dépôts d'eau - sous forme liquide ou sous forme de glace - sur d'autres planètes est toujours passionnant. Même là où elle n'est pas considérée comme une indication potentielle de la vie, la présence d'eau offre des possibilités d'exploration, d'étude scientifique et même de création d'avant-postes humains.
Cela a certainement été le cas en ce qui concerne la Lune et Mercure, où de la glace d'eau a été découverte dans les régions de cratère ombragées en permanence autour des pôles. Mais selon une nouvelle analyse des données de la Orbiter de reconnaissance lunaire et le MESSAGER vaisseau spatial, la Lune et Mercure peuvent avoir beaucoup plus de glace d'eau qu'on ne le pensait auparavant.
L'étude qui décrit les nouvelles découvertes a récemment été publiée dans la revue Géoscience de la nature. L'équipe était dirigée par Lior Rubanenko et David A. Paige - un étudiant diplômé et professeur de sciences planétaires au Département des sciences de la Terre, des planètes et de l'espace de l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA) - avec l'aide de Jaahnavee Venkatrama, un statisticien et diplômé de l'UCLA.
En fin de compte, Mercure et la Lune ont beaucoup en commun. Les deux sont de nature terrestre (alias. Rocheux), composés de minéraux silicatés et de métaux qui sont différenciés entre un noyau métallique et un manteau et une croûte de silicate. De plus, ils sont tous deux orientés de telle manière que le Soleil ne se lève jamais au-dessus de l'horizon, les laissant ombragés en permanence.
En conséquence, ces régions sont parmi les plus froides du système solaire et les dépressions topographiques (comme les cratères d'impact) ne reçoivent pas du tout de soleil. Pendant des décennies, les scientifiques ont émis l'hypothèse que la glace d'eau piégée en leur sein pourrait potentiellement survivre pendant des milliards d'années. Ces dernières années, cela a été confirmé par des missions Orbiter de reconnaissance lunaire (LRO) et le MESSAGER orbiteur.
Ces observations ont révélé des dépôts de glace de type glacier sur Mercure mais pas sur la Lune, malgré le fait que leurs environnements thermiques polaires sont très similaires les uns aux autres. Cependant, des études antérieures de radar et d'imagerie n'ont montré que des dépôts de glace épars et peu profonds dans des endroits comme le cratère Shakleton et d'autres zones basses du bassin sud du pôle Aitken.
Nancy Chabot est la scientifique des instruments du système de double imagerie au mercure de MESSENGER du Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (JHUAPL). Comme elle l'a expliqué:
«Nous avons montré que les gisements polaires de Mercure étaient principalement constitués de glace d'eau et largement distribués dans les régions polaires nord et sud de Mercure. Les dépôts de glace de Mercure semblent être beaucoup moins inégaux que ceux de la Lune, et relativement frais, peut-être mis en place ou rafraîchis au cours des dernières dizaines de millions d'années. »
Cette différence inexplicable entre Mercure et la Lune a motivé l'équipe UCLA à mener une analyse comparative des cratères polaires sur Mercure et la Lune pour se plonger dans cette différence entre les deux mondes. En examinant à nouveau les données, leur analyse soulève la possibilité que des dépôts de glace épaisse puissent également exister dans les régions du cratère de la Lune.
Cette conclusion a été atteinte en examinant les données d'élévation obtenues par MESSENGER et LRO d'environ 15 000 cratères simples sur Mercure et la Lune qui ont été formés par des impacts plus petits et moins énergétiques. Ces cratères ont un diamètre compris entre 2,5 km et 15 km (~ 1,5 mi à 9,3 mi), sont maintenus ensemble par la force de la couche de poussière de surface et ont tendance à être plus circulaires et symétriques que les grands cratères.
Les scientifiques de l'UCLA ont utilisé cette symétrie inhérente pour estimer l'épaisseur de glace piégée en leur sein. Ce qu'ils ont trouvé est que parmi les cratères qu'ils ont examinés, un nombre important d'entre eux étaient jusqu'à 10% moins profonds lorsqu'ils étaient situés près du pôle nord de Mercure et du pôle sud de la Lune, mais pas près du pôle nord de la Lune.
L'équipe a conclu que l'explication la plus probable de cette différence de profondeur est l'accumulation de dépôts de glace épaisse sur les deux mondes. Cela a été soutenu par le fait que les pentes face aux pôles de ces cratères semblent être légèrement moins profondes que leurs pentes face à l'équateur et que ces différences sont plus importantes dans les régions où la stabilité des glaces est favorisée par l'orbite de Mercure autour du Soleil.
Ils ont également constaté que ces dépôts de glace souterrains potentiels coïncident avec des cratères qui contiennent de la glace de surface. Comme Rubanenko l'a résumé:
«Nous avons constaté que les cratères peu profonds ont tendance à être situés dans des zones où la glace de surface a été précédemment détectée près du pôle sud de la Lune, et a déduit que cette faible profondeur est probablement due à la présence de dépôts de glace épaisse enfouis. »
Et bien que la glace dans la région nord du cratère de Mercure se soit avérée presque pure, les dépôts détectés sur la Lune sont très probablement mélangés avec le régolithe et stratifiés. Enfin, bien que cette tendance ait été observée pour les petits cratères simples, elle n'exclut pas la possibilité que la glace soit également répandue dans les grands cratères.
Cette recherche peut non seulement aider à résoudre la question concernant la faible abondance apparente de la glace lunaire (par rapport à Mercure), mais elle pourrait également avoir des applications pratiques. Dit Noah Petro, le LRO
Avec plusieurs plans en place pour construire des avant-postes de recherche dans le bassin Pôle Sud-Aitken de la Lune, la présence possible de plus de glace d'eau est une très bonne nouvelle. Si elles sont confirmées, ces abondantes caches de glace d'eau pourraient faciliter davantage les avant-postes, les opérations de fabrication de carburant, la création de dépôts de ravitaillement et peut-être même un établissement lunaire permanent.
