L’oxydation sur la Lune : d’où provient-elle ?
Des missions dédiées à l’analyse de échantillons de poussière lunaire ont révélé des traces d’oxyde. Ce phénomène, où le fer contenu dans le régolithe s’oxyde, n’est pas sans rappeler les couverts de votre cuisine qui deviennent ternis avec le temps. La présence d’oxyde sur notre satellite naturel est peu commune, car, comme son nom l’indique, il nécessite de l’oxygène pour se former. Or, la Lune ne possède pas d’atmosphère, mais une fine exosphère dépourvue d’oxygène. Alors, d’où provient cet oxyde ? Une équipe de chercheurs des universités de Macao et de Boston s’est penchée sur cette question intrigante et a découvert un lien surprenant : la Terre.
L’oxygène responsable de la formation de l’oxyde sur la Lune provient véritablement de notre planète. Cela semble surprenant, car le vent solaire, qui contient des particules, est censé inhiber de tels processus. Les chercheurs ont expliqué pourquoi le vent solaire n’entrave pas cette oxydation et ont analysé les implications de cette découverte pour mieux comprendre les interactions entre la Terre et son unique satellite.
Pourquoi y a-t-il de l’oxyde sur la Lune ?
Le type d’oxyde de fer trouvé sur la Lune est connu sous le nom de hematite. L’oxyde se forme par un processus d’oxydation où un métal, ici le fer, perd des électrons en réagissant avec l’oxygène. En opposition, on trouve la réduction, où le métal gagne des électrons en contact avec l’hydrogène.
Bien que la Lune manque d’oxygène, elle est exposée aux vents solaires riches en hydrogène. Logiquement, si de l’oxygène atteignait le fer de la poussière lunaire, le vent solaire aurait dû bloquer l’oxydation. Or, la présence d’hematite montre que ce n’est pas le cas. C’est pourquoi les chercheurs ont décidé de simuler les conditions lunaires.
Utilisant des échantillons de pyroxène, d’olivine, d’ilménite, de troilite et d’un météorite de fer, ils ont bombardé ces matériaux avec des ions d’oxygène. L’objectif était d’observer si les résultats pourraient correspondre à ceux trouvés sur la Lune. Les résultats étaient clairs : les ions d’oxygène oxydent le fer dans les minéraux métalliques, comme l’ilménite et la troilite. Curieusement, les silicats contenant du fer, tels que le pyroxène et l’olivine, n’ont pas produit d’hematite, ce qui indique un processus « selectif ».
Les chercheurs ont observé que la magnetite peut également se transformer en hematite au cours de l’oxydation. Néanmoins, la question du rôle des vents solaires persiste.
Pourquoi le vent solaire ne bloque-t-il pas l’oxydation provenant de la Terre ?
Les simulations ont permis d’élucider comment l’oxyde se forme sur la Lune. En effet, le vent solaire influence la magnetosphère terrestre de manière à créer une sorte de queue magnétique qui emporte des particules de l’atmosphère terrestre. Lors de la pleine lune, les ions d’oxygène de la Terre bombardent la Lune traversant cette queue magnétique, pendant que 99 % du vent solaire ne peut pas atteindre ce point. Ainsi, pendant environ cinq jours par mois, il y a un bombardement constant qui permet la formation d’oxyde sur la Lune, tout en limitant l’interférence du vent solaire.
Ce phénomène prend tout son sens, notamment parce que la plupart de l’hematite se retrouve aux pôles lunaires, zones où les ions d’oxygène issus de la queue magnétique de la Terre se concentrent.
Il existe également de l’eau
Cette découverte ne se limite pas à l’oxydation. En effet, lors des simulations, les chercheurs ont également bombardé les minéraux de fer et l’hematite avec des ions d’hydrogène, comme ceux rencontrés dans le vent solaire. Ils ont constaté qu’une partie de l’oxygène de l’hematite se dissociait et se combinait avec l’hydrogène, formant ainsi de l’eau (H2O). Cela pourrait expliquer pourquoi l’eau est souvent retrouvée près des dépôts de fer sur la Lune. L’hematite se forme durant la pleine lune, et lors du retour du vent solaire, une partie du minerai se transforme en eau.
Ces observations nous offrent des informations fascinantes sur les interactions au sein du système Terre-Sol-Lune. Il reste encore beaucoup à explorer, mais cette avancée représente une étape significative. Reste à savoir pourquoi il semble que, même dans un environnement contrôlé comme notre cuisine, des objets en acier inoxydable peuvent rouiller. Peut-être certaines questions défient la compréhension même scientifique.
