Que sont les cratères lunaires? Comment ont-ils été formés?

Les cratères lunaires sont des formes de relief en forme de bol créées par deux processus: le volcanisme et la cratérisation. Il y a des centaines de milliers de cratères lunaires allant de moins d'un mile à des bassins géants appelés mare, qui étaient autrefois considérés comme des mers.

Le saviez-vous?

Les scientifiques lunaires estiment qu'il y a plus de 300 000 cratères de plus d'un demi-mile de diamètre juste du côté de la Lune que nous pouvons voir depuis la Terre (le côté "proche"). Le côté éloigné est plus fortement cratère et est toujours en cours de cartographie.

Comment les cratères lunaires se sont-ils formés?

Pendant longtemps, les scientifiques ne savaient pas comment les cratères de la Lune se sont formés. Bien qu'il y ait plusieurs théories, ce n'est que lorsque les astronautes se sont rendus sur la Lune et ont obtenu des échantillons de roche pour que les scientifiques étudient que les soupçons ont été confirmés.

L'analyse détaillée des roches lunaires rapportées par les astronautes d'Apollo a montré que le volcanisme et la cratérisation ont façonné la surface de la Lune depuis sa formation, il y a environ 4,5 milliards d'années, peu après la formation de la Terre. Des bassins d'impact géants se sont formés à la surface de la Lune infantile, ce qui a fait remonter la roche en fusion et créé des bassins géants de lave refroidie. Les scientifiques ont appelé ces "juments" (latin pour les mers). Ce volcanisme précoce a déposé les roches basaltiques.

Le Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA a utilisé un instrument laser pour cartographier la topographie de la Lune en haute définition, cartographiant l'emplacement de plus de 5000 cratères de plus de 12 miles de diamètre et d'innombrables autres de plus petite taille. Ils le font afin de comprendre la distribution des différentes tailles de cratères et de comprendre les événements de cratérisation qui ont changé la surface lunaire au cours des 4,5 milliards d'années passées. Les fausses couleurs montrent ici les emplacements des plus grands cratères cartographiés par le vaisseau spatial. NASA / LRO

Impact Craters: créé par Space Debris

Tout au long de son existence, la Lune a été bombardée par des comètes et des morceaux d'astéroïdes, et ceux-ci ont créé les nombreux cratères d'impact que nous voyons aujourd'hui. Ils sont à peu près dans la même forme qu'ils étaient après leur création. C'est parce qu'il n'y a pas d'air ou d'eau sur la Lune pour éroder ou souffler les bords du cratère.

Puisque la Lune a été pilonnée par des impacteurs (et continue d'être bombardée par des roches plus petites ainsi que par le vent solaire et les rayons cosmiques), la surface est également recouverte d'une couche de roches brisées appelées régolithe et d'une très fine couche de poussière. Sous la surface se trouve une épaisse couche de substrat rocheux fracturé, qui témoigne de l'action des impacts sur des milliards d'années.

Le plus grand cratère de la Lune est appelé Bassin du Pôle Sud-Aitkin. C'est environ 1 600 milles (2 500 kilomètres). C'est également l'un des plus anciens bassins d'impact de la Lune et s'est formé quelques centaines de millions d'années environ après la formation de la Lune elle-même. Les scientifiques soupçonnent qu'il a été créé lorsqu'un projectile à mouvement lent (également appelé impacteur) s'est écrasé à la surface. Cet objet mesurait probablement plusieurs centaines de pieds et est venu de l'espace à un angle faible. 

Pourquoi les cratères se ressemblent

La plupart des cratères ont une forme ronde assez caractéristique, parfois entourée de crêtes circulaires (ou rides). Quelques-uns ont des pics centraux et certains ont des débris dispersés autour d'eux. Les formes peuvent indiquer aux scientifiques la taille et la masse des impacteurs et l'angle de déplacement qu'ils ont suivi lorsqu'ils ont percuté la surface.

Diagramme du cratère d'impact. NASA

L'histoire générale d'un impact suit un processus assez prévisible. Tout d'abord, l'impacteur se précipite vers la surface. Sur un monde avec une atmosphère, l'objet est chauffé par frottement avec la couverture d'air. Il commence à briller, et s'il est suffisamment chauffé, il peut se briser et envoyer des averses de débris à la surface. Lorsque des impacteurs frappent la surface d'un monde, cela envoie une onde de choc hors du site d'impact. Cette onde de choc brise la surface, fissure la roche, fait fondre la glace et creuse une immense cavité en forme de bol. L'impact envoie des projections de matière hors du site, tandis que les parois du cratère nouvellement créé peuvent retomber sur elles-mêmes. Dans les impacts très forts, un pic central se forme dans le bol du cratère. La région environnante peut être bouclée et ridée en formations en forme d'anneau.

Le sol, les murs, le pic central, le rebord et l'éjecta (le matériau dispersé à partir d'un site d'impact) racontent tous l'histoire de l'événement et sa puissance. Si la roche entrante se brise, comme d'habitude, alors des morceaux de l'impacteur d'origine peuvent être trouvés parmi les débris. 

Barringer Meteor Crater, Arizona. NASA

Cratère d'impact sur Terre et dans d'autres mondes

La Lune n'est pas le seul monde avec des cratères creusés par la roche et la glace entrantes. La Terre elle-même a été matraquée au cours du même bombardement précoce qui a marqué la Lune. Sur Terre, la plupart des cratères ont été érodés ou enterrés par des reliefs changeants ou par l'empiètement de la mer. Seuls quelques-uns, comme Meteor Crater en Arizona, subsistent. Sur d'autres planètes, comme Mercure et la surface de Mars, les cratères sont assez évidents et ils n'ont pas été érodés. Bien que Mars ait peut-être eu un passé aqueux, les cratères que nous y voyons aujourd'hui sont relativement anciens et semblent toujours en assez bonne forme.

Sources

• Castelvecchi, Davide. «Gravity Maps Reveal Why the Moon's Far Side Is Covered with Craters». Scientific American, 10 novembre 2013, www.scientificamerican.com/article/gravity-maps-reveal-why-dark-side-moon-covered-in-craters /.
• «Craters». Center for Astrophysics and Supercomputing, astronomy.swin.edu.au/~smaddiso/astro/moon/craters.html.
• "Comment les cratères sont formés", NASA, https://sservi.nasa.gov/articles/how-are-craters-formed/