Sur la Lune, il y a un minéral jamais vu auparavant : la découverte dans un exemplaire recueilli lors d’une mission chinoise

Sulla Luna c’è un minerale mai visto prima: la scoperta nel campione raccolto da una missione cinese

Sur la Lune se trouve un minéral qui n’avait jamais été vu auparavant : découvert dans l’un des échantillons lunaires rapportés sur Terre par la mission chinoise Chang’e5, le nouveau minéral a été appelé Changesite-(Y) par ses découvreurs, qui l’ont identifié en examinant les minéraux à haute pression, c’est-à-dire ceux qui se forment en conséquence des impacts d’astéroïdes ou de comètes. La Lune, comme nous pouvons le voir à l’œil nu, a une surface riche en cratères d’impact, mais dans les échantillons collectés lors des missions Apollo de la NASA et de celles de l’ancienne Union soviétique, ce minéral était absent.

Qu’est-ce que le nouveau minéral Changesite-(Y) découvert par la mission chinoise

Le nouveau minéral, appelé Changesite-(Y) d’après le nom de la mission lunaire chinoise Chang’e5 (CE-5), a une formule chimique idéale (Ca8Y)□Fe2+(PO4)7 (où □ indique une place vacante) et est le premier nouveau minéral lunaire à avoir été découvert dans les échantillons de régolite lunaire récupérés par CE-5. « Ce minéral de phosphate – explique l’équipe qui l’a identifié – a la forme de cristaux colonnaires et a été trouvé dans des fragments de basalte collectés lors de la mission. Il contient de fortes concentrations de Y (yttrium, un élément chimique du groupe des terres rares, ndlr) et d’autres éléments du groupe des terres rares (REE) ».

Comme suggéré dans l’article récemment publié dans la revue Matter and Radiation at Extremes, le nouveau minéral se serait formé lors de la phase de cristallisation des basaltes qui ont été trouvés dans la région nord-est de l’Oceanus Procellarum, une vaste plaine volcanique sur le bord occidental de la face visible de la Lune, où la mission chinoise s’est posée en 2020. Auparavant, les analyses de ces mêmes échantillons avaient une fois de plus confirmé la présence d’eau sur la Lune, montrant également des traces de rouille dans les roches superficielles.

Le lander Chang'e 5 sur les plaines basaltiques de l'Oceanus Procellarum, dans une image prise par le Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA. Crédit : NASA/GSFC/Université d'État de l'Arizona

Le lander Chang’e 5 sur les plaines basaltiques de l’Oceanus Procellarum, dans une image prise par le Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA. Crédit : NASA/GSFC/Université d’État de l’Arizona

Outre la découverte de Changesite-(Y), l’équipe a trouvé deux autres minéraux connus mais néanmoins rares dans les échantillons lunaires : la stishovite et la seifertite, deux polymorphes de la silice, qui ont la même composition que le quartz mais une structure cristalline radicalement différente en raison de leur formation à haute pression et température.

« Bien que la surface lunaire soit couverte de dizaines de milliers de cratères d’impact, les minéraux à haute pression sont rares », déclare dans un communiqué le principal auteur de l’étude, le professeur Wei Du de l’Académie chinoise des sciences (CAS). « Une des explications possibles de leur rareté réside dans le fait que la plupart des minéraux à haute pression sont instables aux températures élevées. Par conséquent, les minéraux qui se forment lors d’un impact peuvent avoir subi un processus rétrograde. »

En particulier, un exemplaire spécifique a fourni des informations importantes sur ce processus, car il contenait à la fois de la stishovite et de la seifertite, dont la coexistence est possible seulement à des pressions plus élevées. Pour cette raison, l’équipe a suggéré que, très probablement, ces deux minéraux changent de forme, se transformant l’un en l’autre en fonction des conditions, et qu’un troisième polymorphe de la silice, appelé α-cristobalite (également présent dans l’exemplaire), est le composé d’origine à partir duquel les deux minéraux se forment.

« En d’autres termes, la seifertite pourrait se former à partir de l’α-cristobalite lors du processus de compression et une partie de l’exemplaire pourrait se transformer en stishovite lors de la phase ultérieure d’augmentation de la température », a ajouté le professeur Du. Selon la reconstruction des chercheurs, ces échantillons proviendraient du cratère Aristarchus, qui se trouve non loin de l’Oceanus Procellarum, et auraient été éjectés lors de la collision qui a formé le cratère.