Il y a plus d’eau sur la Lune qu’on ne le pensait

Les astronomes ont détecté de l’eau sur la Lune. Bien que cette affirmation puisse sembler aujourd’hui banale, les rapports précédents étaient basés sur des signatures spectrales qui auraient pu être celles d’autres composés apparentés. Cette fois, il s’agit d’une détection « sans ambiguïté » d’eau sous forme moléculaire.

Une présence sous forme moléculaire définitivement confirmée

En 2009, la NASA annonçait que trois de ses appareils avaient détecté ce qui s’apparentait à de l’eau à la surface de la Lune. Ces observations ont été réalisées en faisant rebondir des faisceaux de lumière sur sa surface et en étudiant la façon dont ils étaient réfléchis – mesurer quelles longueurs d’onde de lumière ont été absorbées peut révéler beaucoup sur la composition de la poussière lunaire, ou régolithe.

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Grâce à cette approche, l’engin spatial a pu détecter, à des longueurs d’onde de trois micromètres, la signature spectrale des molécules d’hydrogène et d’oxygène. Si la plus célèbre de ces molécules reste évidemment l’eau, qui contient deux atomes d’hydrogène liés à un atome d’oxygène (H2O), ce n’est pas la seule. Le schéma d’absorption correspond également aux composés hydroxylés apparentés, contenant un atome d’hydrogène et un atome d’oxygène.

Dans le cadre de deux nouvelles études présentées dans la revue Nature Astronomy, les chercheurs ont cependant pu affirmer de façon définitive que de l’eau sous forme moléculaire était présente sur la Lune. L’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge (SOFIA), télescope installé dans un Boeing 747, a observé la surface lunaire à une longueur d’onde plus longue de six micromètres et a détecté une signature spectrale correspondant spécifiquement à la molécule H2O. En d’autres termes, une longueur d’onde n’étant partagée par aucun autre composé hydroxylé.

10 tonnes de sol lunaire pour obtenir un litre d’eau

Les scientifiques ont ainsi estimé que l’eau était présente dans le régolithe en abondance (entre 100 et 400 parties par million), et que des concentrations plus élevées pouvaient être trouvées aux pôles du satellite naturel, en particulier au pôle sud, comme l’avaient suggéré de précédents travaux. Selon les auteurs de l’étude, l’eau détectée ne se présente pas sous forme de lacs ou même de flaques, mais serait très probablement stockée entre les grains de régolithe ou dans des verres créés par les impacts de micrométéorites.

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« On pensait autrefois que la Lune était un désert en étant dépourvu, mais ces dernières années, des indices ont suggéré que celle-ci était enfermée dans des minéraux et des verres d’impact, ou sous forme d’hydroxyles », note Alan Duffy, scientifique en chef de la Royal Institution of Australia, qui n’a pas participé à l’étude. « Les molécules d’eau sont probablement abritées à l’intérieur ou entre de minuscules grains lunaires. Pour remplir une bouteille d’un litre d’eau lunaire, il faudrait environ 10 tonnes de sol lunaire, ce qui ferait passer le Sahara pour une région saturée en eau en comparaison. »

La seconde étude a examiné comment cette eau pouvait rester emprisonnée à la surface. De précédents travaux avaient montré que les zones n’étant jamais atteintes par la lumière solaire, notamment le fond des cratères, représentaient des endroits où de la glace d’eau était susceptible de se former. L’équipe a découvert que ces « pièges froids » pouvaient être beaucoup plus petits que prévu (jusqu’à 1 cm de large), et bien plus répandus que les plus imposants. Au total, les chercheurs ont estimé que ces pièges pourraient couvrir environ 40 000 km² de surface lunaire.

Une ressource précieuse en vue de futures missions habitées longue durée

Alors que plusieurs missions habitées sont prévues sur la Lune au cours des prochaines années, ces découvertes pourraient se révéler cruciales pour l’établissement d’une présence humaine permanente. À la lumière de cette nouvelle étude, le choix de la NASA d’établir son futur camp de base Artemis près du pôle sud lunaire semble plus que judicieux, mais la prochaine étape cruciale consistera à trouver des moyens d’extraire cette eau du sol lunaire.

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« Il n’existe pas de source ou de lac sur la Lune, où la densité de l’eau est très faible. Celle-ci est confinée aux pôles et probablement emprisonnée dans des verres d’impact ou des roches à la surface », explique Ben Montet de l’université de Nouvelle-Galles du Sud, qui n’a pas participé à l’étude.

« Accéder à cette eau rapidement et en quantité suffisante pour répondre aux besoins d’un équipage humain constituerait un véritable défi pour une mission courte. Avec l’établissement d’une base lunaire permanente, de futures missions lunaires prolongées pourront peut-être apporter des équipements pour accéder à cette précieuse ressource, mais devront l’utiliser de façon encore plus raisonnée que sur Terre étant donné son étendue probablement limitée. »