L'eau glacée au pôle Sud de la Lune, emprisonnée dans des cratères à l'ombre en permanence, ne serait pas le vestige d'un ou plusieurs impacts de comètes. Elle résulterait plutôt d'une lente accumulation étalée sur des milliards d'années.
De plus, ces zones d'ombre éternelle ne le sont pas vraiment: l'inclinaison de la Lune a changé au fil du temps, plongeant les cratères alternativement dans la lumière et l'ombre.
Les pièges froids lunaires
Ces cratères sont des dépressions au fond desquelles le Soleil ne brille supposément "jamais". En l'absence de lumière, la température y reste inférieure à -200°C, ce qui permet à la glace d'eau de survivre pendant des milliards d'années sans se sublimer. Ces zones sont appelées pièges froids.
Leur localisation évolue avec l'obliquité de la Lune, c'est-à-dire l'inclinaison de son axe de rotation. Au fil du temps, cette inclinaison oscille entre 18° et 28°, modifiant l'angle d'illumination solaire. Un cratère aujourd'hui ombragé ne l'était pas forcément il y a 3 milliards d'années, et inversement.
Les chercheurs ont donc calculé quels cratères étaient restés à l'ombre le plus longtemps. Ce sont précisément ceux qui contiennent le plus de glace. Cette corrélation indique que l'eau s'accumule progressivement, un peu comme de la neige dans un creux, plutôt que d'arriver en une seule fois.
Le cratère Shackleton est situé au pôle sud de la lune.
NASA/Ernie Wright Le rôle du vent solaire dans la formation d'eau
Le vent solaire est un flux continu de particules chargées, principalement des protons (noyaux d'hydrogène), émis par le Soleil. Lorsque ces protons frappent la surface lunaire, ils peuvent se combiner avec de l'oxygène présent dans les minéraux du sol pour former des molécules d'eau.
Cette eau nouvellement formée peut ensuite s'accumuler dans les pièges froids où elle se conserve sous forme de glace. Cependant, ce processus nécessite que de l'oxygène soit disponible. Or, une partie de l'oxygène pourrait provenir de l'atmosphère terrestre, qui fuit lentement dans l'espace, notamment par l'effet du Soleil, et atteint la Lune.
Le vent solaire est donc une source continue d'hydrogène, tandis que l'oxygène peut venir de la Terre ou des roches lunaires elles-mêmes. Cette combinaison expliquerait l'arrivée progressive de l'eau, sans nécessiter d'apport soudain.