Volcanisme lunaire

Les manifestations volcaniques lunaires au cour de son histoire géologique

Sur la Lune, c'est un volcanisme basaltique qui s'est développé, Quatre actes marquent l'histoire géologique lunaire :

• 1er acte : - 4.6 à 4.2 milliards d'années - Naissance très chaude accompagnée d'un phénomène de fusion avant la mise en place d'une croûte

• 2ème acte : - 4.2 à 3.8 milliards d'années - Pilonnage des météorites sur cette croûte qui a engendré la  formation de grands bassins lunaires (Bassin Oriental...) et l'amincissement et fracturation de la croûte préparant des chemins de sortie pour les futures laves

• 3ème acte : - 3.8 à 3 milliards d'années - Plusieurs vagues de volcanisme avec mise en place des "mers basaltiques". Ces mers, constituées de poussière minérale jonchées de roches éclatées, forment un sol que l'on appelle régolite.

• 4ème acte : - Jusqu'à nos jours - Figement de la surface lunaire lié à son épuisement de son stock de chaleur interne.

Le volcanisme ancien mais étalé dans le temps, les magmas lunaires n'ont pas été crées instantanément par l'impact des grosses météorites (2ème acte) mais ils se sont formés d'eux-mêmes, plus tard, en plusieurs vagues chronologiquement et chimiquement distinctes par conduction de la chaleur interne

Les grandes étendues basaltiques se sont développées sur la face visible de la Lune. Leur ampleur reste très modeste sur sa  face cachée (à l'exception de quelques "plages"). Cette dissymétrie s'explique par l'effet de marée imposé par la Terre sur la Lune. La Terre exerce une force d'attraction beaucoup plus forte sur la face visible que sur sa face cachée et ce phénomène a des répercussions géologiques importantes : sur la Lune, les zones de formation du magma sont beaucoup plus proches du côté de la face visible que du côté de la face cachée. Le magma a donc un chemin beaucoup plus court à parcourir sur la face visible pour parvenir jusqu'à la surface.

Le volcanisme lunaire a décliné avec le temps jusqu'à son extinction quasi complète à l'heure actuelle.

Les paysages volcaniques lunaires

                                   
Les mers de basalte

Ces grandes inondations basaltiques sur la Lune se sont échelonnées entre 3.8 et 3.2 milliards d'années. Elles ont mobilisé des volumes énormes de matière puisque les "mers" occupent aujourd'hui 30% de la face visible de la Lune (soit 6 millions de km²). Elles sont situées pratiquement dans tous les bassins qui leur ont offert des fractures d'accès.

Ces vastes coulées de lave forment des trapps, comme sur Terre (plateaux basaltiques du Parana au Brésil, du Deccan en Inde). Les basaltes de la mer des Pluies s'étendent sur 500 000 km² (environ 1 fois la superficie de la France) et chaque coulée individuelle a une épaisseur atteignant 40 à 50 m (soit  2 fois plus que ceux du Deccan). Les raisons de ces épaisses coulées :

• débit de magma très important (beaucoup plus que sur la Terre)
• pesanteur réduite (six fois moins que sur la Terre)
• grande fluidité des magmas lunaires

Quant à leur épaisseur cumulée :

• au centre de la mer de la Sérénité : 3500 m d'épaisseur de lave
• au centre de la mer des Pluies : 5000 à 6000 m d'épaisseur en moyenne avec des maxima atteignant 8000 m
• dans l'océan des Tempêtes, dans la mer de la Tranquillité : épaisseur de lave plus modeste de l'ordre de quelques centaines de mètres seulement.

En combinant les surfaces et les épaisseurs sur l'ensemble des mers lunaires, on obtient un volume total de lave dépassant 2 millions de km³.
    
Les sillons lunaires

Il existe sur la Lune des sillons rectilignes et curvilignes que l'on observe aux télescopes. Ce sont en fait des failles d'effondrement, des grabens. Il existe aussi d'autres sillons qui n'ont rien de commun avec les précédents : les "sinuous rilles" (sillons sinueux). Ce sont des vallées sinueuses, larges de 1 à 3 km en moyenne, et qui déroulent leurs méandres en bordure des mers lunaires et sur des plateaux volcaniques.

Le sillon de Hadley, par exemple, ressemble à un fleuve asséché, prenant sa source dans une cuvette perchée et empruntant un couloir de faille pour descendre dans les plaine de la mer des Pluies où il serpente sur plus de 100 km avant de disparaître sans laisser de traces. Ce sillon de Hadley est large de 1.2 km en moyenne et est profond de 300 à 400 m. Sa caractéristique majeure, comme tous ces types de sillons, est que les rives opposées ne sont pas parallèles. C'est caractéristique d'un écoulement fluvial. Or, il n'y a pas d'eau dans le sol lunaire mais existence ancienne d'un magma très fluide donc hypothèse volcanique pour expliquer le façonnement de ce sillon (probablement un chenal de lave).