LA LUNE

FICHE D'IDENTITÉ

Caractéristiques physiques :

Diamètre équatorial : 3476 km
Surface : 3,794 × 10⁷ km²
Masse : 7,348 × 10²² kg
Densité moyenne : 3 346 kg/m³
Gravité de surface : 1,62 m/s² (~1/6 de la Terre)
Rotation : sychrone (~27,3 jours)
Obliquité : environ 6,68° (varie entre ~3,6 et 6,7°)
Albédo géométrique : ~0,12
Distance moyenne à la Terre : ≈ 384 400 km (périgée 363 300 km, apogée 405 500 km)
Vitesse de libération : 2,38 km/s.

Températures de surface :
• Minimum : 98 K/ -175,16 °C (K= Kelvin)
• Moyenne : 196 K/ -77,16 °C
• Maximale : 398 K/ 124,84°C.

Caractéristique de son atmosphère

Bon à savoir : la Lune possède une exosphère, aussi appelée pseudo-atmosphère, extrêmement ténue. Elle est composée de particules si peu denses qu’elles ne se comportent pas comme un gaz classique : les molécules ne se heurtent quasiment jamais. Cette exosphère résulte principalement de deux phénomènes :

• le dégazage de l’intérieur lunaire (par exemple, émission de radon lors de la désintégration radioactive),
• et le piégeage temporaire de particules du vent solaire, telles que l’hélium ou l’hydrogène, par la gravité de la Lune.

Sa masse totale est estimée à environ 25 tonnes seulement. En comparaison, la densité de cette exosphère équivaut à celle que l’on trouverait dans l’atmosphère terrestre à environ 500 km d’altitude.

Pression : ~3 × 10⁻¹⁰ Pa (~3 × 10⁻¹⁵ bar)
Masse totale : ~25 tonnes
• Hélium : 25%
• Néon : 25%
• Dihydrogène : 23%
• Argon : 20%
Sur le pourcentage (2%) restant on trouve des traces de Na (sodium), K (potassium), CH₄ (méthane), NH₃ (Ammoniac), CO₂ (dioxyde de carbone).

Caractéristiques de son orbite :

La Lune orbite autour de la Terre à une distance moyenne d’environ 384 400 kilomètres. Son orbite n’est pas parfaitement circulaire, mais légèrement elliptique, avec une excentricité de 0,0554, ce qui signifie que la distance Terre-Lune varie au cours du cycle orbital.

L’inclinaison de l’orbite lunaire par rapport au plan de l’écliptique fluctue entre 28,60° et 18,30° en raison de perturbations gravitationnelles principalement exercées par le Soleil et les autres planètes. Ces variations influencent notamment les phases de la Lune visibles depuis la Terre et les éclipses lunaires.

Composition géologique

Il y a plus de 4,5 milliards d’années, la surface de la Lune était un vaste océan de magma en fusion. La roche lunaire appelée norite KREEP (acronyme pour Potassium [K], Terres Rares [Rare Earth Elements], et Phosphore [P]) représente le dernier vestige chimique de cet océan primordial. Cette roche est riche en éléments incompatibles qui se concentrent lors du refroidissement du magma, fournissant ainsi des indices précieux sur l’histoire géologique lunaire.
Au fur et à mesure du refroidissement, la croûte lunaire s’est formée et a intégré une grande variété d’éléments chimiques : uranium, thorium, potassium, oxygène, silicium, magnésium, fer, titane, calcium, aluminium, et hydrogène.
Lorsqu’ils sont bombardés par les rayons cosmiques, ces éléments émettent un rayonnement gamma caractéristique, appelé signature spectrale unique, qui permet de les identifier précisément. Certains éléments radioactifs comme l’uranium, le thorium et le potassium génèrent aussi des rayons gamma par désintégration spontanée. Ces mesures spectrales ont été effectuées notamment grâce à un spectromètre (expériences embarquées SIM bay des vols Apollo 15, 16, 17).
La surface de la Lune est recouverte d’une couche de poussière fine le régolite, dont l’épaisseur varie de 3 à 5 mètres dans les plaines lunaires (les "mers") jusqu’à 10 à 20 mètres dans les régions de hauts plateaux.

La croûte lunaire présente une épaisseur inégale : environ 60 kilomètres sous la face visible et jusqu’à 120 kilomètres sous la face cachée. Cette différence est probablement due à l’influence gravitationnelle de la Terre, qui aurait modifié la formation et l’évolution interne de la Lune. Cette asymétrie explique le décalage du centre de masse lunaire et les contrastes géologiques entre les deux faces, notamment la présence dominante des plaines basaltiques lisses (appelées "Maria") sur la face visible. Sous la croûte, se trouve un manteau solide d’une épaisseur d’environ 1100 kilomètres, principalement composé de silicates riches en magnésium et fer. Enfin, au centre, un noyau métallique relativement petit d’environ 700 kilomètres de diamètre, essentiellement constitué de fer et de nickel, est présent.

La formation de la Lune

L'origine de la Lune fait l'objet d'un débat scientifique important, avec plusieurs hypothèses proposées au fil du temps :

• La capture d’un astéroïde ou d’un corps céleste passant à proximité de la Terre.

• La fission, où une partie de la Terre se serait détachée sous l’effet de forces centrifuges.

• La co-formation simultanée de la Terre et de la Lune à partir du même disque de matière primordial.

Cependant, en raison de l’inclinaison particulière de l’orbite lunaire et de certaines caractéristiques chimiques distinctes, ces premières hypothèses paraissent aujourd’hui peu plausibles.

La théorie la plus largement acceptée actuellement est celle de l’impact géant. Selon ce scénario, la jeune Terre aurait été percutée par un objet de la taille de Mars, appelé Théia. Cette collision gigantesque aurait projeté dans l’espace une grande quantité de débris issus principalement du manteau terrestre. Ces fragments se seraient progressivement agglomérés pour former la Lune telle que nous la connaissons.

Contrairement à la Terre, la Lune possède un champ magnétique extrêmement faible. Les données recueillies suggèrent qu’une partie de ce magnétisme est intrinsèque, probablement héritée de cette période chaotique de formation, bien que son mécanisme interne de génération magnétique soit aujourd’hui très limité.

Observations :

Vue de la Terre la Lune expose toujours la même face du fait de sa rotation synchrone: la face visible.
Les phases de la Lune ne sont que des variations de l'éclairage.

Astuce :
- au premier quartier c'est la moitié droite de la Lune que l'on voit on peut dessiner un p.
- au dernier quartier c'est la moitié gauche de la Lune que l'on voit on peut dessiner un d.
ATTENTION : l'astuce de P et du D ne fonctionne pas dans l'hémisphère sud où la Lune apparait inversée.

Le "P" du premier quart.

Le "D" du dernier quart.

Une paire de jumelles permet de distinguer les mers et les plus gros cratères. La surface de la Lune n'est pas uniforme, on peut distinguer de grandes taches sombres que l'on peut prendre pour des océans (les premiers osbservateurs leur donnèrent le nom latin de mare/ mer).
En réalité, ces "taches" sont constituées de basalte, d'origine volcanique, et sont très inégalement réparties sur la surface lunaire, leur grande majorité se situant sur la face visible, la face cachée n'en ayant que quelques-unes de taille beaucoup plus réduite.
Le reste de la surface lunaire est constitué par de grands plateaux recouverts de régolithe, beaucoup plus réfléchissante que le basalte. Autre relief ponctuant la géographie lunaire, les multiples cirques et cratères, créés par les impacts de météorites de taille diverse.

La rotation synchrone : c'est un phénomène qui se produit lorsqu'un satellite naturel orbite à proximité de sa planète et qui a comme conséquence que la période de rotation du satellite est synchronisée avec sa période de révolution de sorte que, vu de la planète, il lui présente toujours la même face. On dit aussi que ces périodes sont en résonance. La rotation synchrone ne concerne pas seulement les satellites naturels des planètes mais tout objet en orbite autour d'un autre.

L'albédo : c'est le rapport de l' énergie solaire réfléchie par une surface sur l' énergie solaire incidente. On utilise une échelle graduée de 0 à 1, avec 0 correspondant au noir, pour un corps avec aucune réflexion, et 1 au miroir parfait, pour un corps qui diffuse dans toutes les directions et sans absorption de tout le rayonnement électromagnétique visible qu'il reçoit.

Le radon : c'est un gaz rare radioactif qui est formé par la désintégration du radium. Son isotope le plus stable est le Rn-222 qui a une demi-vie de 3,8 jours et est utilisé en radiothérapie.
Gaz inerte, le radon est le plus lourd des gaz rares, et le plus lourd des gaz à température ambiante.

Spectromètre: c'est un appareil permettant de mesurer un spectre suivant les longueurs d'onde ou les masses de ces constituants. L'étude des spectres est appelée la spectrométrie.
Différents types de spectromètres sont employés:
Spectromètre électromagnétique (Spectromètre infrarouge, Spectrofluorimètre, Spectromètre à rayons X).
Spectromètre de masse. (voir SIM bay)

Régolithe : cela désigne la couche de poussière produite par l'impact des météorites à la surface d'une planète sans atmosphère ou d'un satellite. Elle recouvre la Lune sur plusieurs mètres. Des échantillons ont été collectés par les missions Apollo.

Intrinsèque : qui est intérieur à quelque chose (Inhérent, essentiel).

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sources (Wikipédia, et encyclopédie Larousse personnelle), texte de Paul Cultrera tout droits réservés.