La Lune

La Lune est le seul satellite naturel permanent de la Terre et le cinquième plus grand satellite naturel du Système solaire. Le substantif féminin lune provient du latin lūna, nom romain de la déesse grecque Séléné, fille des Titans Hypérion et Théia comme Helios (dieu du Soleil).

Cependant la racine la plus largement partagée parmi les langues indo-européennes est mēns, à laquelle on doit le grec μῄνη mene (lune), les mots anglais moon (lune), month (mois) etc.

Il est admis que la Lune s'est formée il y a environ 4,51 milliards d'années, peu de temps après la Terre, à partir des débris restants après un impact géant entre la Terre et un corps de la taille de Mars appelé Théia. En effet, contrairement à la majorité des satellites des autres planètes, la Lune orbite près du plan de l’écliptique (à 5°08') et non dans celui de l’équateur terrestre (23°26’). Sa trajectoire est donc plus haute dans le ciel nocturne en hiver et plus basse en été, à l’inverse du Soleil le jour. A l’époque de sa formation, la Lune se trouvait deux fois plus près de la Terre ; aujourd’hui, elle s’éloigne encore de 3,8 cm/an. La trajectoire de la Lune et les phénomènes d’éclipses sont décrits sur la page « Les mouvements de la Lune » de ce blog.

Le diamètre de la Lune (3472 km) vaut un peu plus d’un quart de celui de la Terre, tandis que sa masse (7,35 × 10²² kg) est égale à 1,2 % de la masse terrestre. La structure rocheuse engendre une densité élevée de 3,35 kg/m³ contrairement aux autres lunes qui contiennent beaucoup de glace d’eau, à l’exception de la lune de Jupiter Io. La gravité de surface, 1,62 m/s², est six fois plus faible que sur Terre. L’influence gravitationnelle de la Lune sur la Terre contribue à produire les marées océaniques, les marées terrestres, la précession des équinoxes, un léger allongement de la durée du jour (1,8 ms par siècle) et stabilise l’inclinaison de l’axe de rotation de notre planète. Ces effets sont décrits dans l’article « les forces de marée ».

La Lune est en rotation synchrone avec la Terre, et montre donc toujours la même face à cette dernière. Cette face visible (near side en anglais) est marquée par des mers volcaniques sombres qui ont rempli de vastes bassins d’impact entre les hautes terres claires de l'ancienne croûte lunaire. La face cachée (far side) comporte très peu de mers car la croûte y est nettement plus épaisse (120 km au lieu de 60), sans que la raison en soit connue. Les cratères anciens sont beaucoup plus nombreux sur cette face car ils n’ont pas été submergés par la lave. Une très grande dépression à -6000 m couvre la région comprise entre les cratères Aïtken et le pôle sud, reste d’un impact géant qui s’est produit peu après la formation de la Lune.

La Lune a été survolée pour la première fois par un engin spatial (Luna 2) en septembre 1959. Durant plus d'une décennie, notre satellite a été étudié par un grand nombre de sondes spatiales d'origine soviétique ou américaine. Cette période d'exploration intensive a culminé avec le programme Apollo de la NASA qui a déposé à six reprises un équipage sur la surface de la Lune entre 1969 (Apollo 11) et 1972 (Apollo 17). Ces missions ont ramené sur Terre 382 kg de roches lunaires qui, avec les observations effectuées sur place, ont permis de développer une meilleure connaissance géologique de la Lune, de sa structure interne et de l'histoire de sa formation.

Les débuts de l’histoire de la Lune entre 4,5 et 3,8 milliards d’années avant notre ère ont été marqués par une période de bombardement intense de planétésimaux et d’astéroïdes, formant les grands bassins d'impact incluant Imbrium, Serenitatis, Crisium et d'autres. Ces bassins ont été remplis entre 3,8 et 3,2 milliards d’années par des remontées de lave, créant des surfaces lisses de basalte sur une épaisseur atteignant parfois 1500 m.

Suite au refroidissement du manteau, l'activité volcanique de la Lune a diminué puis a cessé il y a un milliard d’années, à l’exception de quelques volcans qui auraient été encore actifs il y a 100 millions d’années. En l’absence d’atmosphère, les écarts de température sur la surface lunaire sont très importants : entre 120° C le jour et -170° C la nuit, voire moins (-230°) dans les fonds de cratères perpétuellement à l’ombre près des pôles. La contraction générale et ces variations de température engendrent des micro-séismes, l’apparition de failles et l’écroulement de tunnels de lave qui forment des rainures parfois longues de plusieurs centaines de km.

La surface reste affectée par les impacts d’astéroïdes dont la fréquence a beaucoup ralenti, même si les cratères Copernic et Tycho sont relativement récents (respectivement 800 et 107 millions d’années).

Structure interne

Croûte : La croûte lunaire est principalement composée de roches riche en aluminium et de silice, connue sous le nom d’anorthosite. Les rapports isotopiques de l'oxygène, titane, et d'autres éléments présents dans les roches en surface correspondent étroitement à ceux trouvés dans le manteau terrestre, indiquant un lien entre la Lune et la composition de la Terre.

La croûte est recouverte par le régolithe, couche de particules à grains fins produites par le bombardement continu de la Lune par des micro-météoroïdes et des impacteurs plus gros.

Manteau : Sous la croûte se trouve le manteau lunaire, composé de matériaux rocheux plus denses tels que pyroxène et olivine. Ces matériaux à l’état solide sont des restes de l’état de fusion précoce de la Lune.

Cœur : Contrairement à la Terre, la Lune ne possède pas de gros noyau externe liquide. Au lieu de cela, on pense que le noyau métallique est petit et partiellement solidifié, principalement composé de fer et de nickel. En l'absence d'effet dynamo, le champ magnétique de l’astre est très faible (1/100e du champ terrestre).

En saturant les couleurs, on met en évidence la couleur bleue qui indique la présence d’oxyde de Titane dans les mers les plus anciennes

La surface de la Lune est passionnante à observer, d’autant plus que son aspect change avec l’angle d’éclairage du Soleil. Les principaux points d’intérêt sont décrits sur la page « Catalogues/Que voir sur la Lune ».