Origine de la différence des deux faces de la Lune

[librairie]

Bonjour à toutes et à tous

La rotation synchrone précoce de la Lune pourrait t'elle expliquer cette différence ?
Depuis que la rotation synchrone est en place, la Terre, par sa taille et sa force de gravitation, protège nettement la face visible. De plus, si la rotation synchrone a été précoce, la Lune était beaucoup plus près de la Terre et plus efficacement à l'abri des impacts.
La face cachée, quand à elle, exposée à l'espace, n'a pas cessé de recevoir des météorites, comètes, etc..

Qu'en pensez-vous ?

Cordialement
Dominique
-----

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

La rotation synchrone précoce de la Lune pourrait t'elle expliquer cette différence ?
Depuis que la rotation synchrone est en place, la Terre, par sa taille et sa force de gravitation, protège nettement la face visible.

En es-tu sur?
La protection de par la taille de la Terre est assez negligeable (1/10000), on peut se reprojeter a l'Archeen & l'Hadeen, mais ce n'est pas comme si la Terre couvrait 1/4 du ciel. Sa force de gravitation peut etre tout aussi benefique que problematique (on pourrait tres bien voir cette force comme focalisant des asteroides & cometes vers la Lune alors qu'ils seraient passe a cote).

De plus, si la rotation synchrone a été précoce, la Lune était beaucoup plus près de la Terre et plus efficacement à l'abri des impacts.
La face cachée, quand à elle, exposée à l'espace, n'a pas cessé de recevoir des météorites, comètes, etc..

Quand pensez-vous ?

Que synchrone ou pas, ca n'a pas empeche la Lune de se prendre tout le bombardement tardif sur la face visible. Compte-tenu que ce bombardement a eu lieu essentiellement entre 4,1 et 3,8 Ga, que ces impacts ont creer les mare et que l'essentiel des autres impacts mineurs ont eu lieu avant cette epoque, il est une consequence logique qu'il y a moins de craterisation sur la face visible que la face cachee puisque ceux-ci sont couverts de basalte.

Quoiqu'il en soit, la synchronisation de la rotation selene reste une question qui n'est pas entierement resolue.

T-K

[librairie]

Bonsoir TK

Si j'ai bien compris, cette piste n'est pas la bonne��
Concernant la fin de ta réponse, je ne la comprends pas "Quoiqu'il en soit, la synchronisation de la rotation selene reste une question qui n'est pas entierement resolue."
C'est quoi une rotation selene ?

As tu une idée sur l'origine des différences entre les deux faces de notre satellite ?
Dominique

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Si j'ai bien compris, cette piste n'est pas la bonne��

Non, le taux de craterisation different entre les deux faces tient du fait que la face visible est plus jeune (quasi 1 milliard d'annees) que la face cachee.

Concernant la fin de ta réponse, je ne la comprends pas "Quoiqu'il en soit, la synchronisation de la rotation selene reste une question qui n'est pas entierement resolue."
C'est quoi une rotation selene ?

La rotation de la Lune. Les explications que la Lune est synchrone vis-a-vis de la Terre ne fait pas l'unanimite. Cela tient en partie du fait que les origines des differences en les deux faces ne fait pas l'unanimite egalement. Neanmoins, il est probable que la Lune est devenu synchrone parce que les deux hemispheres sont differentes et la face visible legerement plus dense que la face cachee.

As tu une idée sur l'origine des différences entre les deux faces de notre satellite ?

D'un point de vue descriptif, la face cachee a une croute plus epaisse (~35km) est essentiellement formee des highlands anorthositiques lunaires alors que la face visible a une croute plus heterogene, moyennement moins epaisse (~25-30km) et en consequence les grands impacts lunaires ont ete remplis de basaltes (les mers lunaires) qui sont quasi-absentes sur la face cachee (31% sur la face visible, seulement 2% sur la face cachee).


Sphere topo de la Lune
Source: wiki

Sachant que lors de la formation de la Lune, un ocean de magma s'est forme globalement, on pourrait s'attendre a ce que ce soit homogene mais ca ne l'est pas. Les differentes explications sont entre autres:

- Une collision tres tot dans l'histoire de la Lune (peu de temps apres la solidification de l'ocean de magma) avec un objet de quelques centaines de kilometres sur la face cachee, a une vitesse moderee, ajoutant les 5-10km de croute supplementaire par le dessus.

- Un super-swell (gonflement) lie a la presence d'un panache mantellique unique sous la face cachee (un procede similaire pourrait expliquer la formation de Tharsis sur Mars).

- Une accumulation accrue d'isotopes radioactifs et d'elements incompatibles (abaissant le point de fusion) sur la face visible, permettant notamment la fusion mantellique et crustale qui a produit le basalte remplissant les mare (alors que le cratere geant South Pole-Aitken de la face cachee ne l'est pas, malgre sa profondeur).

- La chaleur irradiee par la Terre lors de la formation du couple Terre-Lune, chauffant la face visible et permettant ainsi une cristallisation differentielle entre les deux hemispheres.

- certainement d'autres hypotheses que je ne connais pas.

Toutes ces hypotheses ont leurs avantages et leurs inconvenients pour expliquer cette difference entre les hemispheres. Aucune ne dominant vraiment, la question reste ouverte tant qu'a present.

T-K

[A voir en vidéo sur Futura]

[GBo]

Merci T-K !

[librairie]

Bonjour TK
Merci pour ces explications.
J'ai appris quelque chose : la rotation selene, c'est la rotation de la Lune. ��
Dans les hypothèses de l'origine de la différence des deux faces, tu sites la possibilité d'une origine thermique lors de la formation Terre-L'une.
Cela veut il dire que la rotation synchrone de la Lune s'est effectuée peu de temps après la formation de la Lune ?
As t'on une idée de la date de la synchronisation de celle-ci ?
Cordialement
Dominique

[Tawahi-Kiwi]

J'ai appris quelque chose : la rotation selene, c'est la rotation de la Lune.

C'est l'equivalent grec de lunaire. D'ailleurs la 'geologie lunaire' s'appelle parfois selenologie.

Dans les hypothèses de l'origine de la différence des deux faces, tu sites la possibilité d'une origine thermique lors de la formation Terre-L'une.
Cela veut il dire que la rotation synchrone de la Lune s'est effectuée peu de temps après la formation de la Lune ?
As t'on une idée de la date de la synchronisation de celle-ci ?

C'est de cette maniere la que ca fonctionnerait en effet (a moins d'imposer des hypotheses plus contraignantes comme une excentricite orbitale plus importante). Dans ce cas la, cela signifierait que la Lune est synchrone depuis sa formation ou s'est installe dans les premiers millions d'annees apres son accretion (avant la fin de la cristallisation de l'ocean magmatique lunaire).
Comme on a pas vraiment d'idee sur ce qui causerait une synchronisation si rapide des le debut, cela fait partie des 'avantages & inconvenients' de chaque hypothese concernant les hemispheres lunaires.

L'article qui suggere cette hypothese est Roy et al., 2014 ou l'on trouve concernant cette hypothese initiale:

Our hypothesis requires that the Moon formed effectively tidally locked. The Moon is believed to have accreted rapidly just beyond the Roche limit (Kokubo et al. 2000). The forming Moon would have experienced strong tidal damping and quickly evolved into a state of synchronous rotation with the Earth, making it acceptable to assume that the Moon has always been tidally locked (Stacey 1992; Peale & Cassen 1978). This can be verified using the tidal spin-down time (Peale 1977), - Equation (1) - where Q is the tidal dissipation factor, $\omega _{\unicode{x263E}}$ is the Moon's primordial rotation rate, and D is the Roche radius (~ 3 R☉). Using the average contemporary Q of 35 (Williams et al. 2012), and a lower limit to the initial spin period of 1.8 hr (Garrick-Bethell et al. 2006) shows that the Moon would have definitely tidally locked by ~100 days. Since the low estimate of the spin period is set in the limit of rotational instability, it is likely that the Moon locked even earlier, and certainly before the last stages of accretion, which takes 1–102 yr (Salmon & Canup 2012). This is also orders of magnitude quicker than the crust formation timescale, which is defined by the idea that the lunar magma ocean solidified to 80% in 103–104 yr, after which the flotation of plagioclase slowed down the cooling (and hence solidification) rate further (Meyer et al. 2010).

Personellement, le passage de 1,8h de rotation a 5h de rotation (la duree d'une orbite a l'altitude de Roche (~10000km)) en moins de 100 jours (actuels ou hadeen, je ne sais pas), j'ai du mal a y croire.

T-K