Une nouvelle étude souligne que le méthane résiduaire libéré lors du processus d'allumage et d'atterrissage des futures missions d'alunissage pourrait se propager aux zones d'ombre permanentes les plus froides et les plus précieuses scientifiquement des pôles lunaires en très peu de temps, « contaminant » ainsi les indices chimiques liés à l'origine de la vie sur Terre qui y ont été préservés pendant des milliards d'années. Les modèles montrent qu'il faut moins de deux mois synodiques pour que les molécules de méthane sautent d'un pôle à l'autre, et qu'environ la moitié d'entre elles finiront par se déposer dans les dépressions froides des pôles, directement mélangées à d'anciennes couches de glace considérées comme les « archives chimiques originales ».
L'étude, publiée dans le Journal of Geophysical Research: Planets et dirigée par Silvio Sinibaldi, responsable de la protection planétaire de l'Agence spatiale européenne (ESA), et la physicienne Francesca Paiva, se concentre sur une question centrale : alors que les gouvernements, les entreprises commerciales et diverses organisations lancent une nouvelle vague d'alunissage, les activités humaines réécrivent-elles par inadvertance ou même effacent-elles des preuves clés sur l'origine de la vie sur la Lune. L'équipe de recherche estime que lors de la formulation du plan de mission lunaire, « la protection de l'environnement lunaire et des archives scientifiques » doit être incluse dans le cadre de la protection planétaire, sinon une grande quantité d'informations originales précieuses pourraient être « couvertes » par les humains eux-mêmes au cours des prochaines décennies.
La communauté scientifique a toujours attaché une grande importance aux zones d’ombre permanentes aux pôles de la Lune. Ces cratères d’impact, protégés de la lumière directe du soleil toute l’année, contiendraient de la glace et des matières organiques apportées par les impacts de comètes et d’astéroïdes il y a des milliards d’années. Ils peuvent inclure des « molécules organiques prébiotiques », c’est-à-dire des produits chimiques qui peuvent évoluer vers les premiers éléments constitutifs de la vie dans de bonnes conditions. Depuis que les activités géologiques à long terme et l’érosion sur Terre ont presque effacé ces anciens enregistrements chimiques, ces zones extrêmement froides de la Lune sont devenues des laboratoires naturels pour retracer les débuts chimiques de la vie. Une fois mélangés à des composants de gaz d'échappement modernes, les signaux initialement extrêmement faibles et précieux peuvent être obscurcis.
Pour évaluer le risque de contamination, Paiva et ses collègues ont construit un modèle numérique de haute précision, prenant comme étude de cas l'atterrisseur lunaire "Argonaut" de l'Agence spatiale européenne, pour simuler le comportement de migration et de dépôt du méthane, le principal composant organique des gaz d'échappement, sur la surface lunaire lors de son atterrissage au pôle sud lunaire. Différent des études précédentes sur la migration des molécules d'eau, ce modèle considère pour la première fois systématiquement le mouvement des molécules organiques dans l'environnement ultra-mince de la lune, et intègre également les effets du vent solaire, du rayonnement ultraviolet et d'autres facteurs sur la distribution et la durée de vie du méthane, il est donc plus proche du scénario réel de la mission.
Les résultats de la simulation montrent que les molécules de méthane libérées lors de l'atterrissage voleront de manière balistique sur la surface lunaire comme des « balles rebondissantes », sans presque aucune résistance atmosphérique et ne sautant au sol que sous l'influence de la gravité pour parcourir une distance énorme. Sous les effets alternés du réchauffement de la lumière solaire et du refroidissement de l'ombre, ces molécules peuvent « sauter » du pôle Sud au pôle Nord en moins de deux mois synodiques, et en environ sept mois synodiques (équivalent à près de sept mois sur Terre), plus de la moitié du méthane résiduaire est « piégé à froid » dans les zones à basse température des deux pôles, dont environ 42 % se déposent dans l'Antarctique et 12 % se déposent dans le pôle Nord.
Ce qui a surpris les chercheurs, c'est la durée du processus : en seulement une semaine environ (à l'échelle d'un jour lunaire), les molécules peuvent se propager à l'échelle mondiale d'un pôle à l'autre, ce qui signifie qu'il existe peu de sites d'atterrissage totalement sûrs et exempts de contamination à distance. Paiva a souligné que sur la surface lunaire presque sous vide, les molécules de méthane n'entrent pas en collision et ne se dispersent pas aussi fréquemment que dans l'atmosphère terrestre. Au lieu de cela, ils sont chauffés dans la zone éclairée par le soleil, refroidis dans la zone ombragée et progressivement capturés le long d’une simple trajectoire parabolique, faisant de « tout atterrissage un apport de matière exogène dans l’ensemble de l’environnement lunaire ».
Cependant, l’étude estime également que les humains ont encore une certaine marge de manœuvre pour ralentir cette tendance. Par exemple, en donnant la priorité aux zones d'atterrissage plus froides, les gaz d'échappement peuvent être limités dans une certaine mesure à une plage plus petite, ou en réduisant les émissions de polluants organiques provenant de la combustion grâce à la conception des missions. Une idée proposée par Sinibaldi est qu'à l'avenir, nous puissions nous concentrer sur l'étude si les molécules de gaz d'échappement se déposent uniquement à la surface de la couche de glace ombragée en permanence sans pénétrer profondément à l'intérieur. S'il peut être confirmé que la « couche de contamination » ne couvre que la surface, alors la détection scientifique peut contourner l'interférence des activités humaines en forant des échantillons plus profonds.
Les deux chercheurs ont souligné la nécessité d’une évaluation systématique du comportement de différentes classes de molécules, et pas seulement du méthane, appuyée par davantage de modèles et de futures mesures sur le terrain. Paiva prévoit d'étudier plus en détail d'autres sources potentielles de contamination provenant du corps du vaisseau spatial, telles que les molécules libérées par des matériaux tels que la peinture et le caoutchouc. Ces composants peuvent également être piégés à froid dans les régions polaires, apportant un bruit supplémentaire à l'analyse de la matière organique originale.
Sur Terre, les humains ont établi des réglementations spéciales pour prévenir la pollution et la surexploitation dans des zones telles que l'Antarctique et les parcs nationaux, et les chercheurs estiment que la valeur scientifique et environnementale de la Lune n'est pas moins précieuse que celle de ces zones protégées. Sinibaldi a appelé à ce que des idées de protection similaires soient introduites le plus tôt possible dans la planification de l'alunissage et à ce que les missions à venir soient équipées des instruments de surveillance nécessaires pour "vérifier le modèle pendant l'exploration". Sinon, les humains pourraient par inadvertance effacer les « archives de l’origine de la vie » de la Lune avant de vraiment les comprendre.
Compilé à partir de /ScitechDaily