ROCHES LUNAIRES

Le dernier débarquement lunaire de la série des vols Apollo a eu lieu le 4 décembre 1972. Lors des vols américains Apollo-11, 12 et 14 à 17, ont été recueillis 390 kg de roches et de poussières du sol, et les trois sondes automatiques soviétiques Luna en ont rapporté quelques centaines de grammes. Aucun des échantillons recueillis n'était en place, c'est-à-dire adhérent à la formation rocheuse initiale. Tous les morceaux, même les plus gros blocs, se trouvaient là où ils ont été observés à la suite de phénomènes dynamiques violents. Une des tâches des géologues est de déterminer si ces phénomènes sont tous liés à l'impact sur la Lune de projectiles (surtout des météorites, et peut-être aussi des comètes) ou si certains sont en rapport avec un volcanisme explosif. Les impacts majeurs ont eu lieu au début de l'histoire de la Lune et ont provoqué des déplacements de matériaux considérables ; ils ont formé de grandes dépressions accompagnées de soulèvements en arc de cercle qui ont constitué les montagnes ; les bassins ultérieurement remplis de laves ont été appelés mers. L'importance et la fréquence des impacts ont rapidement décru.

Du fait de l'intense bombardement subi par la Lune, on trouve, à chaque point d'échantillonnage, un mélange de roches d'origine « sélénographique » variée, mais dont la majorité des échantillons reflète la nature du sous-sol actuel. Ainsi ont été reconnues des différences appréciables entre les roches des mers et celles des formations montagneuses : les sites d'alunissage avaient en effet été choisis en vue de prélever des échantillons de diverses régions, mais ils se trouvaient toujours, pour des raisons techniques, sur la face visible de la Lune et sur des surfaces assez planes et lisses. Cependant, les échantillons ont livré des informations qui peuvent être appliquées à l'ensemble de la Lune grâce aux expériences orbitales : de nombreuses analyses par fluorescence X et spectrographie γ ont permis d'établir, pour certains éléments chimiques, une carte des compositions de surface d'une grande partie de la Lune, compositions concordant avec celles des différents types de roches lunaires rapportées dans les laboratoires. Ces résultats ont été corroborés en 1994 par la cartographie géochimique de la totalité de la surface effectuée par la sonde américaine Clementine.

Morphologie. Classification

Malgré l'absence des agents d'érosion connus sur la Terre, les astronautes ont trouvé sur la Lune un relief extraordinairement émoussé. Non seulement les montagnes ne présentent pas le moindre pic, mais chaque pierre rencontrée est arrondie, excepté les parties enterrées dans le sol, qui montrent parfois encore des arêtes vives. L'érosion est due ici à l'impact des micrométéorites sur des matériaux soumis aux écarts de température (pouvant atteindre 300 ⁰C) entre le jour et la nuit. Les roches frappées par les micrométéorites ont fondu au point d'impact, où se forme un puits bordé de verre, et se sont fendillées tout autour. Le nombre de ces puits est proportionnel au temps d'exposition de la pierre à la surface du sol. Ce sol, formé d'une épaisse couche de poussière et de petits cailloux, est constitué de débris de roches, de minéraux, de scories et de billes de verre.

Dès le premier vol (Apollo-11), trois catégories de matériaux ont été rapportées : des roches ignées, des brèches et du sol (ou régolite). Ces mêmes catégories ont été recueillies au cours de tous les vols, mais en proportions différentes d'un site à l'autre : les roches ignées – voisines des basaltes terrestres – sont surtout abondantes dans les mers ; les brèches, dans les montagnes ; enfin, l'épaisseur de la couche de régolite, estimée à 12 mètres dans les hauteurs voisines[...]