article original publié par Science @ Nasa
auteur : Trudy E. Bell
traduction de Didier Jamet
16 MARS 2006
Dans quelques années, les astronautes de la Nasa doivent repartir pour la Lune. Une fois arrivés là-haut, ils devront faire face à un péril pour le moins inattendu : des tremblements de Lune…
C’est en tous les cas la surprenante conclusion à laquelle est parvenu Clive R. Neal, professeur de Génie Civil et de géologie à l’Université de Notre Dame. Avec une équipe de 15 autres planétologues, il a examiné les données accumulées au cours des missions Apollo dans les années 1970. " La Lune a une activité sismique " a-t-il confié en octobre 2005 à une assemblée de scientifiques de la Nasa chargée d’étudier les prochains programmes d’exploration de notre satellite, le LEAG (Lunar Exploration Analysis Group).
Les sismomètres installés entre 1969 et 1972 sur les sites d’atterrissage des missions Apollo 12, 14, 15 et 16 renvoyèrent sans faillir leurs données vers la Terre par radio jusqu’en 1977, date à laquelle ils furent désactivés. Et qu’ont-ils révélé ?
Il y a au moins quatre types différents de séismes lunaires :
- les séismes profonds, qui interviennent environ 700 km sous la surface
- les vibrations provoquées par les impacts de météorites
- les séismes thermiques provoqués par l’expansion de la croûte de surface lorsqu’elle se réchauffe enfin au soleil du petit matin lunaire après deux semaines d’une nuit glaciale.
- les séismes de faible profondeur, survenant vers 20 à 30 kilomètres sous la surface.
Les trois premières catégories sont à peu près sans danger. Mais les séismes superficiels sont plus inquiétants. De 1972 à 1977, les sismomètres lunaires en ont enregistré pas moins de 28, dont quelques-uns atteignant 5,5 sur l’échelle de Richter. Sur Terre, cela suffit à déplacer les armoires normandes et à lézarder les plâtres.
De plus, les séismes lunaires peu profonds durent incroyablement longtemps. Une fois enclenchés, pas un seul n’a duré moins de dix minutes. " La Lune résonnait comme une cloche " résume Neal.
Sur Terre, les ondes sismiques passent en général en moins de 30 secondes. La raison en est la présence d’eau, nous explique Neal : " L’eau affaiblit la roche en provoquant l’expansion de la structure de différents minéraux. Quand une onde énergétique se propage au travers d’une structure aussi compressible, cette dernière se comporte comme une éponge en mousse. Elle amortit les vibrations. " Aussi sur Terre, même le plus grand des séismes ne peut pas durer plus de deux minutes.
Sur la Lune, c’est tout le contraire. Elle est sèche, froide et essentiellement rigide comme une règle en acier. Aussi les séismes la mettent-ils en vibration à la manière d’un véritable diapason. Même si un séisme lunaire n’est pas intense, il n’en finit pas. Et pour une base lunaire, la durée du phénomène pourrait avoir plus d’impact que son intensité.
" Le moindre habitat lunaire devra être constitué de matériaux présentant une certaine flexibilité ", de façon à ce qu’aucune fissure ne risque de lui faire perdre son étanchéité. " Nous aurons également besoin de connaître le seuil de fatigue des matériaux de construction ", c’est à dire combien de torsions répétées dans un sens puis en sens contraire ils peuvent endurer.
Mais au fait, qu’est-ce qui produit ces séismes de faible profondeur ? Et dans quelles régions se produisent-ils exactement ? " Nous n’en sommes pas certains " reconnaît Neal. " Les sismomètres des missions Apollo se trouvaient tous dans une région relativement peu étendue sur la face visible de la Lune, aussi nous ne pouvons pas procéder par triangulation pour déterminer la localisation exacte des foyers des séismes ". Bien sûr, Neal et ses collègues ont bien quelques idées. Par exemple, ils pensent que les remparts de grands cratères relativement jeunes peuvent engendrer d’importants séismes à l’occasion de vastes glissements de terrain.
" Nous sommes tout particulièrement ignorants au sujet des pôles lunaires " poursuit Neal. Et pourtant ils ont de l’importance, car un des sites candidats pour l’établissement de la première base lunaire est dans une région constamment éclairée sur les remparts du cratère Shackleton, au pôle lunaire sud.
Neal et ses collègues développent à l’heure actuelle une proposition qui vise à déployer un réseau de 10 à 12 sismomètres tout autour de la Lune afin d’accumuler les données sur au moins trois à cinq ans. Si on veut déterminer les régions les plus sûres pour l’établissement de bases lunaires permanentes, Neal considère qu’on ne peut faire l’économie de ce genre d’étude.
Et ce n’est que le début. Les autres planètes connaissent sans doute aussi des séismes. " La Lune est un banc d’essai pour les futurs réseaux de sismomètres que nous devrons établir sur Mars, et au-delà. "
Quelques liens pour aller plus loin (et au-delà…)
R. Neal
De l'importance d'un réseau sismique lunaire global
Etat des lieux du réseau sismique lunaire
Différences entre séismes lunaires superficiels et profonds
De nouveaux ordinateurs découvrent d'anciens séismes sur la Lune -- (Discover
Magazine)
Monsieur Tremblements de Lune -- Yosio Nakamura
Vision for Space Exploration
