L'une de ces caractéristiques est les escarpements lobés lunaires, de longs reliefs curvilignes (inférieurs à 10 km) résultant du mouvement des failles de chevauchement, où les roches plus anciennes sont poussées au-dessus des unités plus jeunes, conduisant à un raccourcissement de la croûte. On pense qu’il s’agit de certains des reliefs les plus jeunes de la Lune, formés au cours des 700 derniers millions d’années (l’échelle copernicienne de l’échelle de temps géologique lunaire). Pour le contexte, cela est considéré comme géologiquement « jeune » puisque l’univers est estimé à 13,7 milliards d’années.
Ces escarpements lobés lunaires font l'objet de nouvelles recherches, publiées dans Earth and Planetary Science Letters , qui utilisent les cratères du paysage des hautes terres environnantes comme indicateurs du mouvement des escarpements et sont donc des candidats idéaux pour estimer les âges.
Expliquant l'importance de leurs recherches, le Dr Jaclyn Clark, de l'Université du Maryland, a déclaré : « Contrairement à la Terre, la Lune n'a pas de tectonique des plaques, ce qui a conduit de nombreux scientifiques à explorer ce qui motive le tectonique sur la Lune et sur d'autres corps rocheux de notre système solaire.
"L'existence de ces petites failles de poussée lobées suggère que la surface lunaire se contracte en raison du refroidissement intérieur à long terme de la Lune (refroidissement à un rythme beaucoup plus rapide que celui de la Terre).
"Une meilleure compréhension du moment où l'activité tectonique s'est produite et de la façon dont l'énergie sismique s'atténue à travers le régolithe (roche non consolidée et poussière au sommet du substrat rocheux) loin de la faille en explorant la population du cratère pourrait aider à planifier des missions plus sûres sur la Lune."
À l’aide de mesures de distribution de la taille et de la fréquence des cratères, le Dr Clark et ses collègues ont déterminé l’âge de 34 escarpements lobés à la surface de la lune. Ils ont en outre combiné cela avec des recherches antérieures pour générer un ensemble de données de 60 escarpements lobés sur la face visible et cachée de la Lune. De plus, ces données ont fourni des informations sur l’ampleur de l’activité sismique associée au mouvement de l’escarpement et sur la probabilité de réactivation des failles.
Pour ce faire, les scientifiques saisissent des images satellite haute résolution prises par la Lunar Reconnaissance Orbiter Camera dans le logiciel de cartographie géologique ArcGIS pour mesurer la taille et la fréquence des cratères dans une zone particulière, permettant ainsi de calculer la densité cumulée des cratères et un modèle d'âge.
L’équipe de recherche a observé une tendance dans la répartition par âge entre les parois inférieures (unité de roches situées sous une faille) et les parois supérieures (l’unité située au-dessus de la faille poussée vers le haut) à travers les cratères, proximales et distales par rapport à l’escarpement. À proximité proximale, environ 38 % des murs inférieurs étaient plus jeunes que les murs suspendus adjacents, 47 % étaient opposés et 15 % avaient à peu près le même âge. Pour les escarpements distaux, 33 % avaient des murs suspendus âgés de plus de deux fois ceux des murs suspendus proximaux, tandis que les murs inférieurs distaux n'étaient pas souvent considérablement plus âgés que leurs homologues proximaux.
Le Dr Clark explique : « Lorsque nous avons commencé à effectuer des mesures de distribution de la taille et de la fréquence des cratères aux emplacements proximaux du mur supérieur et du mur inférieur, nous avons d'abord constaté que la zone du mur supérieur produisait un âge plus jeune que le mur inférieur, ce qui nous a amené à penser qu'il il peut y avoir davantage de secousses sismiques dans le mur suspendu.
"Après avoir étendu cette méthode à 34 escarpements, nous constatons que ce n'est pas le cas pour tous. De nombreux escarpements ont des âges similaires (c'est-à-dire des âges qui se chevauchent dans les limites de l'erreur) pour les murs suspendus et les murs inférieurs. La plupart des différences d'âge se situent entre les emplacements proximaux et distaux, ce qui est très probablement dû à l'atténuation de l'énergie sismique loin de la faille.
Par conséquent, cela témoigne d’une réduction des secousses dues au mouvement de l’escarpement lobé avec la distance, affectant généralement le kilomètre supérieur de la croûte. Cela signifie que l'activité sismique est limitée à des profondeurs moins profondes, ce qui augmente l'intensité des secousses à la surface par rapport à celles plus profondes dans la croûte ; il est également probable que son impact soit plus important, car la gravité plus faible de la Lune la rend plus susceptible à des secousses plus intenses avec des tremblements de lune de faible ampleur.
En outre, l’équipe de recherche a découvert une distribution aléatoire des âges des escarpements lobés dans l’espace, sans aucune zone particulière du corps planétaire présentant un groupe d’âges similaires, ni de corrélation claire entre l’âge et la longueur de l’escarpement. Ils ont cependant trouvé une certaine corrélation entre la forme de l'escarpement et l'âge, avec des escarpements linéaires se formant sur plus de 250 millions d'années et des escarpements arqués et irréguliers au cours des 50 à 150 derniers millions d'années. Par conséquent, cela suggère que la formation d'escarpements est due à une combinaison du refroidissement de l'intérieur de la lune sur des millions d'années, entraînant une contraction globale (générant des escarpements arqués et irréguliers) et des contraintes de marée diurnes (escarpements linéaires).
La majeure partie de l'activité des failles de chevauchement associée à la formation d'escarpements lobés était datée des 400 derniers millions d'années, la plus récente remontant à 24 millions d'années. Il est intéressant de noter que les scientifiques ont également remarqué une tendance à la baisse de la taille des cratères touchés par les mouvements d'escarpements au cours des 250 derniers millions d'années, ce qui suggère qu'il y a également eu une diminution de l'activité des tremblements de lune au cours de cette période. Le Dr Clark note que « cela pourrait signifier que le taux de refroidissement intérieur ralentit », mais que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si cette tendance se poursuivra.
Dans l’ensemble, le mouvement des escarpements encourage la formation de nouveaux cratères, refaisant surface du paysage lunaire et générant des âges plus jeunes pour ses reliefs. L'impact de cette réinitialisation des chronologies des cratères sur notre compréhension des processus lunaires est quelque chose que les scientifiques souhaitent explorer davantage, comme l'explique le Dr Clark : « En l'absence d'atmosphère sur la Lune, des processus tels que le tectonisme et le volcanisme ont largement modifié la surface lunaire.
"Avec le nombre limité d'échantillons provenant de la Lune, les mesures de distribution de la taille et de la fréquence des cratères sont actuellement notre meilleure option pour déterminer l'âge de la surface. En plus d'obtenir un âge de resurface, l'exploration de la plage de taille des cratères peut fournir un aperçu de la façon dont les cratères se dégradent dans certains matériaux. ou des processus. Ce travail n'a fait qu'effleurer la surface et nous sommes impatients de développer cette recherche à l'avenir.
Hannah Bird, Phys.org Plus d'informations : Jaclyn D Clark et al, Quel âge ont les escarpements lobés lunaires ? 2. Distribution dans l’espace et le temps, Earth and Planetary Science Letters (2024). DOI : 10.1016/j.epsl.2024.118636
Ces escarpements lobés lunaires font l'objet de nouvelles recherches, publiées dans Earth and Planetary Science Letters , qui utilisent les cratères du paysage des hautes terres environnantes comme indicateurs du mouvement des escarpements et sont donc des candidats idéaux pour estimer les âges.
Expliquant l'importance de leurs recherches, le Dr Jaclyn Clark, de l'Université du Maryland, a déclaré : « Contrairement à la Terre, la Lune n'a pas de tectonique des plaques, ce qui a conduit de nombreux scientifiques à explorer ce qui motive le tectonique sur la Lune et sur d'autres corps rocheux de notre système solaire.
"L'existence de ces petites failles de poussée lobées suggère que la surface lunaire se contracte en raison du refroidissement intérieur à long terme de la Lune (refroidissement à un rythme beaucoup plus rapide que celui de la Terre).
"Une meilleure compréhension du moment où l'activité tectonique s'est produite et de la façon dont l'énergie sismique s'atténue à travers le régolithe (roche non consolidée et poussière au sommet du substrat rocheux) loin de la faille en explorant la population du cratère pourrait aider à planifier des missions plus sûres sur la Lune."
À l’aide de mesures de distribution de la taille et de la fréquence des cratères, le Dr Clark et ses collègues ont déterminé l’âge de 34 escarpements lobés à la surface de la lune. Ils ont en outre combiné cela avec des recherches antérieures pour générer un ensemble de données de 60 escarpements lobés sur la face visible et cachée de la Lune. De plus, ces données ont fourni des informations sur l’ampleur de l’activité sismique associée au mouvement de l’escarpement et sur la probabilité de réactivation des failles.
Pour ce faire, les scientifiques saisissent des images satellite haute résolution prises par la Lunar Reconnaissance Orbiter Camera dans le logiciel de cartographie géologique ArcGIS pour mesurer la taille et la fréquence des cratères dans une zone particulière, permettant ainsi de calculer la densité cumulée des cratères et un modèle d'âge.
L’équipe de recherche a observé une tendance dans la répartition par âge entre les parois inférieures (unité de roches situées sous une faille) et les parois supérieures (l’unité située au-dessus de la faille poussée vers le haut) à travers les cratères, proximales et distales par rapport à l’escarpement. À proximité proximale, environ 38 % des murs inférieurs étaient plus jeunes que les murs suspendus adjacents, 47 % étaient opposés et 15 % avaient à peu près le même âge. Pour les escarpements distaux, 33 % avaient des murs suspendus âgés de plus de deux fois ceux des murs suspendus proximaux, tandis que les murs inférieurs distaux n'étaient pas souvent considérablement plus âgés que leurs homologues proximaux.
Le Dr Clark explique : « Lorsque nous avons commencé à effectuer des mesures de distribution de la taille et de la fréquence des cratères aux emplacements proximaux du mur supérieur et du mur inférieur, nous avons d'abord constaté que la zone du mur supérieur produisait un âge plus jeune que le mur inférieur, ce qui nous a amené à penser qu'il il peut y avoir davantage de secousses sismiques dans le mur suspendu.
"Après avoir étendu cette méthode à 34 escarpements, nous constatons que ce n'est pas le cas pour tous. De nombreux escarpements ont des âges similaires (c'est-à-dire des âges qui se chevauchent dans les limites de l'erreur) pour les murs suspendus et les murs inférieurs. La plupart des différences d'âge se situent entre les emplacements proximaux et distaux, ce qui est très probablement dû à l'atténuation de l'énergie sismique loin de la faille.
Par conséquent, cela témoigne d’une réduction des secousses dues au mouvement de l’escarpement lobé avec la distance, affectant généralement le kilomètre supérieur de la croûte. Cela signifie que l'activité sismique est limitée à des profondeurs moins profondes, ce qui augmente l'intensité des secousses à la surface par rapport à celles plus profondes dans la croûte ; il est également probable que son impact soit plus important, car la gravité plus faible de la Lune la rend plus susceptible à des secousses plus intenses avec des tremblements de lune de faible ampleur.
En outre, l’équipe de recherche a découvert une distribution aléatoire des âges des escarpements lobés dans l’espace, sans aucune zone particulière du corps planétaire présentant un groupe d’âges similaires, ni de corrélation claire entre l’âge et la longueur de l’escarpement. Ils ont cependant trouvé une certaine corrélation entre la forme de l'escarpement et l'âge, avec des escarpements linéaires se formant sur plus de 250 millions d'années et des escarpements arqués et irréguliers au cours des 50 à 150 derniers millions d'années. Par conséquent, cela suggère que la formation d'escarpements est due à une combinaison du refroidissement de l'intérieur de la lune sur des millions d'années, entraînant une contraction globale (générant des escarpements arqués et irréguliers) et des contraintes de marée diurnes (escarpements linéaires).
La majeure partie de l'activité des failles de chevauchement associée à la formation d'escarpements lobés était datée des 400 derniers millions d'années, la plus récente remontant à 24 millions d'années. Il est intéressant de noter que les scientifiques ont également remarqué une tendance à la baisse de la taille des cratères touchés par les mouvements d'escarpements au cours des 250 derniers millions d'années, ce qui suggère qu'il y a également eu une diminution de l'activité des tremblements de lune au cours de cette période. Le Dr Clark note que « cela pourrait signifier que le taux de refroidissement intérieur ralentit », mais que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si cette tendance se poursuivra.
Dans l’ensemble, le mouvement des escarpements encourage la formation de nouveaux cratères, refaisant surface du paysage lunaire et générant des âges plus jeunes pour ses reliefs. L'impact de cette réinitialisation des chronologies des cratères sur notre compréhension des processus lunaires est quelque chose que les scientifiques souhaitent explorer davantage, comme l'explique le Dr Clark : « En l'absence d'atmosphère sur la Lune, des processus tels que le tectonisme et le volcanisme ont largement modifié la surface lunaire.
"Avec le nombre limité d'échantillons provenant de la Lune, les mesures de distribution de la taille et de la fréquence des cratères sont actuellement notre meilleure option pour déterminer l'âge de la surface. En plus d'obtenir un âge de resurface, l'exploration de la plage de taille des cratères peut fournir un aperçu de la façon dont les cratères se dégradent dans certains matériaux. ou des processus. Ce travail n'a fait qu'effleurer la surface et nous sommes impatients de développer cette recherche à l'avenir.
Hannah Bird, Phys.org Plus d'informations : Jaclyn D Clark et al, Quel âge ont les escarpements lobés lunaires ? 2. Distribution dans l’espace et le temps, Earth and Planetary Science Letters (2024). DOI : 10.1016/j.epsl.2024.118636