Ainsi que la NASA l'envisage, des astronautes remarcheront sur la Lune au cours de la prochaine décennie. À la différence des visites précédentes lors des missions Apollo, les astronautes devront y établir une base permanente et préparer les futures explorations de la planète Mars. Cependant, selon un professeur en géologie de l'université de Notre Dame, Clive Neal, ces mêmes astronautes pourraient avoir à faire face à de dangereuses turbulences géologiques.
Neal et une équipe de 15 autres géologues planétaires ont réexaminé les données des sismomètres déposés par les astronautes des missions Apollo 12, 14, 15 et 16 sur les sites d'atterrissage lunaires de 1969 à 1972. Jusqu'à leur mise hors service en 1977 par la NASA pour des raisons budgétaires, ces instruments ont continuellement retransmis vers la Terre des mesures séismiques significatives. Neal et ses collègues ont ainsi découvert un nombre étonnamment élevé de "tremblements de lune" dont certains ont persisté remarquablement longtemps. "La lune possède une activité sismique importante", indique Neal. "Quand un tremblement se produit, elle vibre comme une cloche".
Selon leur étude, il existe quatre types différents de séismes lunaires. Les séismes profonds, se produisant à environ 700 kilomètres sous la surface, sont très probablement provoqués par des forces lunaires déclenchées sous l'effet de la gravité de la Terre. D'autres séismes sont provoqués par les vibrations des impacts de météorites et des "séismes thermiques" se produisent lorsque la croûte gelée de la Lune augmente de volume quand elle est touchée par le soleil matinal après deux semaines de nuit lunaire glaciale. Ces trois premiers types de séismes sont généralement modérés. Cependant, des séismes peu profonds, qui se produisent à seulement 20 ou 30 kilomètres de la surface, sont une toute autre histoire. Ils sont puissants et durables.
"Entre 1972 et 1977, les détecteurs des missions Apollo ont enregistrés 28 séismes peu profonds", explique Neal. "Certains d'entre eux correspondaient à une magnitude de 5,5 sur l'échelle de Richter. Un tremblement de terre de 5 sur notre planète peut déplacer des meubles lourds et provoquer des fissures dans les murs". Neal précise que les vibrations de la plupart des séismes sur la Terre cessent en moins d'une minute. Les plus grands d'entre eux durent moins de deux minutes. Les séismes de faible profondeur sur la Lune ont, eux, duré pendant plus de 10 minutes.
Les scientifiques ne connaissent pas les causes exactes de ces séismes superficiels. Ils suspectent toutefois que l'effondrement des rebords de grands et relativement jeunes cratères puissent en être à l'origine. Ils ne sont également pas sûrs avec précision des endroits où les séismes se produisent. "Tous les sismomètres étant situés dans une région relativement peu étendue, nous ne pouvons pas déterminer exactement leur épicentre", remarque Neal.
Malgré de manque de précision, Neal est convaincu que la NASA doit procéder à des études et à des acquisitions de données supplémentaires avant de procéder à la construction d'une base lunaire permanente. Dans un coin de son bureau, une bibliothèque entière contient les données des missions d'Apollo, qu'il continue à analyser et qui, selon lui, pourraient offrir des conseils importants pour le prochain retour d'hommes sur la Lune.
Neal a par ailleurs remarqué qu'il existait relativement peu d'informations à propos des pôles lunaires, ce qui est critique puisque un des sites suggéré pour l'emplacement d'une base lunaire est une région aux abords du cratère de Shackleton au pôle Sud, qui est ensoleillée de manière permanente. Les planificateurs de la NASA devront également veiller à développer des matériaux de construction qui soient suffisamment flexibles pour résister aux secousses de ces séismes peu profonds et de longue durée.