Les astronautes d’Apollo peuvent remporter un autre prix de leurs exploits d’il y a plus de 3 décennies. Ils ont laissé des sismomètres sur la face de la lune pour sonder son intérieur, mais personne n’avait pu brosser un tableau clair à partir des données collectées par les capteurs. Maintenant, deux groupes indépendants ont réanalysé les données d’Apollo en utilisant des techniques modernes mais très différentes, et les deux équipes disent avoir détecté la cible principale des sismologues lunaires: un noyau de fer encore fondu 4.5 milliards d’années après la formation de la lune.
L’expérience sismique Apollo a été difficile dès le début. Les tremblements de lune sont rares et faibles, la croûte brisée par l’impact de la lune absorbe tous les signaux sismiques, et les ordinateurs de cette époque ne pouvaient pas gérer l’ensemble complet des données. Aujourd’hui, les ordinateurs sont plus rapides et les sismologues terrestres ont développé des techniques analytiques beaucoup plus puissantes, de sorte que les chercheurs lunaires ont pris une autre fissure dans les données sismiques d’Apollo, qui ont été enregistrées par les cinq capteurs et retransmises par radio jusqu’au milieu des années 1970.
Comme un tremblement de terre, un tremblement de lune déclenche des ondulations de mouvement appelées ondes sismiques qui traversent la roche environnante. Les deux groupes ont passé au peigne fin les données à la recherche de signes d’ondes de tremblements de terre qui auraient pu se refléter sur le noyau, mais chaque groupe a adopté une approche très différente. La planétologue Renee Weber du Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, et ses collègues ont analysé quatre types d’ondes sismiques — qui diffèrent dans la direction des vibrations — provenant de tremblements de terre profonds regroupés en 38 points. Ils ont combiné les enregistrements sismiques de chaque groupe pour faire ressortir les signaux réfléchis et ont filtré les enregistrements combinés pour éliminer une partie du bruit. Le sismologue Raphaël Garcia de l’Université de Toulouse en France et ses collègues, en revanche, ont analysé deux types d’ondes de trois tremblements de lune après avoir calibré les stations sismiques.
Lors de discussions consécutives à la réunion du mois dernier de l’Union géophysique américaine à San Francisco, en Californie, les groupes ont rapporté que, comme la Terre, la lune avait un noyau en fusion. Garcia et ses collègues ont trouvé un noyau liquide d’un rayon de 365 kilomètres. Weber et ses collègues ont signalé un rayon central de 330 kilomètres, qu’ils rapportent également en ligne aujourd’hui dans Science. Compte tenu des incertitudes, les deux estimations sont indiscernables. En outre, Weber a trouvé des réflexions sismiques à partir d’un noyau interne solide d’un rayon de 240 kilomètres — une caractéristique de la Terre aussi — et des réflexions à partir d’une couche de roche principalement avec un peu de magma de 150 kilomètres d’épaisseur au-dessus du noyau externe de fer liquide.
« Je suis surpris qu’ils puissent obtenir autant d’informations à partir de ces données », déclare le physicien planétaire David Stevenson du California Institute of Technology à Pasadena. Si les résultats sismiques se maintiennent, ajoute-t-il, ils seraient de loin les preuves les plus solides à ce jour pour un noyau liquide. Ensuite, les chercheurs pourraient utiliser l’image sismique détaillée de l’intérieur de la lune pour mieux comprendre l’évolution d’un corps planétaire assemblé à partir des débris vaporeux d’un impact géant sur la Terre encore en formation. Mais ils ne sont pas encore tout à fait là. « Les données d’Apollo contiennent toutes sortes de bizarreries », explique le sismologue Jesse Lawrence de l’Université de Stanford à Palo Alto, en Californie. » Comme c’est souvent le cas, il reste encore du travail à faire. »