Magnétisme lunaire : évolution du champ et fonctionnement de la dynamo – MagLune

Nous réaliserons une étude magnétique sans précédent des masses principales (entre 50 g et 5 kg) d’environ 200 roches du programme Apollo directement dans leur salle de stockage à la NASA, ainsi que de météorites lunaires. A partir de ces données entre autre, nous sélectionnerons des échantillons clefs pour une étude détaillée de paléomagnétisme et thermochronologie en laboratoire. Ceci fournira des points d’ancrages pour la connaissance de l’évolution de la paléointensité du champ de surface au cours du temps.
Nous déterminerons la direction et les intensités des aimantations crustales associées aux anomalies magnétiques lunaires à partir de l’inversion des données orbitales satellitaires de champ magnétique. Ceci permettra de contraindre la géométrie et l’intensité du paléochamp lunaire. L’inversion des données de champ permettra également de contraindre la profondeur des sources pour déterminer si celles-ci correspondent à des formations de proche surface (éjectats d’impact par exemple), des intrusions magmatiques, ou plus structures plus profondes de la croûte.
Toutes ces données préciseront l’histoire de la dynamo lunaire et fourniront des contraintes essentielles pour les modèles de dynamo entretenus soit par des solutions thermo-solutales (retournement du manteau ou cristallisation du noyau) soit par des forçages mécaniques comme les impacts ou la précession. Nous effectuerons des modélisations numériques couplant l’évolution thermique de la Lune et la génération de dynamo, testerons ces différents scenarios et compareront les champs prédits par ces modèles avec les données paléomagnétiques.

projet en cours

projet en cours

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Mis à part la Terre, la Lune est le seul corps planétaire pour lequel nous ayons des données qui contraignent notre compréhension de l’évolution des champs magnétiques planétaires sur une longue échelle de temps. Cependant les données de magnétisme lunaire mettent en défaut les modèles développés pour la Terre. Par exemple, les données paléomagnétiques montrent que la Lune a possédé un champ dynamo au moins entre 4.2 et 3.6 Ga, avec des champs de surface de plusieurs dizaines de µT, ce qui est au moins 10 fois plus élevé que les prédictions des meilleurs modèles de dynamo lunaire. L’origine des anomalies magnétiques lunaires, et les variations avec le temps de l’intensité du champ créé par une dynamo putative sont également des clefs pour comprendre la structure profonde de la Lune et son évolution thermique. Dans ce projet, nous établirons une collaboration inédite entre des groupes de recherches complémentaires pour couvrir tous les aspects du magnétisme lunaire : paléomagnétisme et propriétés magnétiques des échantillons lunaires, modélisation des données de champ magnétique orbitales, modélisation de la dynamo.
Nous réaliserons une étude magnétique sans précédent des masses principales (entre 50 g et 5 kg) d’environ 200 roches du programme Apollo directement dans leur salle de stockage à la NASA, ainsi que de météorites lunaires. A partir de ces données entre autre, nous sélectionnerons des échantillons clefs pour une étude détaillée de paléomagnétisme et thermochronologie en laboratoire. Ceci fournira des points d’ancrages pour la connaissance de l’évolution de la paléointensité du champ de surface au cours du temps.
Nous déterminerons la direction et les intensités des aimantations crustales associées aux anomalies magnétiques lunaires à partir de l’inversion des données orbitales satellitaires de champ magnétique. Ceci permettra de contraindre la géométrie et l’intensité du paléochamp lunaire. L’inversion des données de champ permettra également de contraindre la profondeur des sources pour déterminer si celles-ci correspondent à des formations de proche surface (éjectats d’impact par exemple), des intrusions magmatiques, ou plus structures plus profondes de la croûte.
Toutes ces données préciseront l’histoire de la dynamo lunaire et fourniront des contraintes essentielles pour les modèles de dynamo entretenus soit par des solutions thermo-solutales (retournement du manteau ou cristallisation du noyau) soit par des forçages mécaniques comme les impacts ou la précession. Nous effectuerons des modélisations numériques couplant l’évolution thermique de la Lune et la génération de dynamo, testerons ces différents scenarios et compareront les champs prédits par ces modèles avec les données paléomagnétiques.