En rentrant chez nous après un match de volley-ball avec ma fille adolescente, nous avons remarqué la pleine lune. Jai réfléchi sur le 50e anniversaire dApollo 11 cette semaine. Un léger sentiment de jalousie menvahit également (sourire) alors que je pensais aux fans du concert de Duran Duran dans le jardin de fusées du Kennedy Space Center. Bien que jaie vu plusieurs fois lun de mes groupes préférés, je suis sûr que cétait génial dentendre leur setlist teintée despace dans ce décor et pour célébrer la mission Apollo. Alors que je me secouais dun moment envieux, jai décidé décrire quelque chose sur la lune. Étant donné que je suis météorologue et professeur de sciences atmosphériques, il était naturel que je réponde à la question «Notre lune at-elle du temps?»
Belle pleine lune avec un ciel vide au zoom 100x sans trépied
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Pour répondre à cette question, nous devons répondre à une autre. Notre lune a-t-elle même une atmosphère? Il est tentant de dire «non». Cependant, une meilleure réponse est «en quelque sorte». Avant de creuser plus profondément, il est instructif de définir «atmosphère» et de décrire la structure atmosphérique de la Terre. Le glossaire de la météorologie de lAmerican Meteorological Society est lune de mes ressources préférées. Il définit une atmosphère comme «une enveloppe gazeuse liée gravitationnellement à un céleste corps (par exemple, une planète, son satellite ou une étoile). « Latmosphère de la Terre est divisée en plusieurs couches. Nous vivons dans la troposphère. La plupart dentre nous ne quitteront jamais la troposphère. Elle sétend jusquà environ 6 à 7 miles (~ 10 km), mais cette hauteur peut varier en fonction de laltitude (plus basse dans les régions polaires) et de la saison (plus basse en hiver). Environ 75 à 80% de la masse de notre atmosphère se trouve dans la troposphère et la majeure partie de lhumidité aussi .
Entre 7 et 50 km au-dessus du sol (en moyenne), se trouve la stratosphère. La tropopause est la région de transition entre la troposphère et la stratosphère. La couche dozone, qui nous protège des ultraviolets nocifs (UV ) rayonnement du soleil, est dans la stratosp ici. Cest aussi une couche dont la température augmente avec laltitude du fait de labsorption des UV. Nous appelons cela une inversion. La mésosphère est de 30 à 51 miles au-dessus de la surface. Cette couche peut avoir des températures aussi froides que -120 degrés F selon la NOAA. Entre 51 et 400 miles se trouve une étrange couche appelée thermosphère. Les températures varient de -184 degrés F à plusieurs milliers de degrés F. Même à ces températures, il serait froid pour notre peau en raison de la «minceur» de latmosphère. Les températures très élevées sont dues à lénergie cinétique élevée des molécules, mais elles ne seraient pas chaudes car il y a très peu de collisions moléculaires. Cette couche abrite également les aurores boréales. Si vous êtes astronaute, cest aussi la couche dans laquelle vous pourriez commencer à ressentir la sensation dapesanteur. Au-delà de la thermosphère, on trouve lexosphère. Selon la division des satellites de la NOAA, cest lemplacement de nombreux satellites en orbite basse. Le graphique ci-dessous, fourni par la NOAA, résume les couches et certaines choses intéressantes qui se produisent en leur sein.
Les couches de latmosphère terrestre.
NOAA NESDIS
La Terre a des conditions météorologiques parce que la troposphère est relativement épaisse , contient de leau et héberge un affichage complexe dinteractions fluides et thermodynamiques. Ce qui nous amène sur la Lune. Daprès le site Web de lexplorateur de latmosphère lunaire et de la poussière de la NASA:
Des études récentes confirment que notre lune possède bien une atmosphère composée de certains gaz inhabituels, dont le sodium et le potassium, que lon ne trouve pas dans les atmosphères de la Terre, de Mars ou de Vénus. Cest une quantité infinitésimale dair par rapport à latmosphère terrestre. Au niveau de la mer sur Terre, nous respirons dans une atmosphère où chaque centimètre cube contient 10 000 000 000 000 000 000 de molécules; par comparaison, latmosphère lunaire a moins de 1 000 000 de molécules dans le même volume. Cela semble encore beaucoup, mais cest ce que nous considérons comme un très bon vide sur Terre. En fait, la densité de latmosphère à la surface de la lune est comparable à la densité des franges les plus extérieures de latmosphère terrestre où orbite la Station spatiale internationale.
Dans la troposphère de la Terre, il y a principalement de lazote et de loxygène, mais des traces de gaz comme le dioxyde de carbone et la vapeur deau sont extrêmement importants pour réguler la température de notre planète. Une mission de la NASA appelée LACE (Lunar Atmospheric Composition Experiment) a découvert que latmosphère lunaire contient également des traces de méthane, de dioxyde de carbone, dhélium, dammoniac et dargon.
Les températures peuvent fluctuer énormément sur la lune. Tim Sharp a écrit dans un article de Space.com:
Les températures sur la lune sont extrêmes, allant de la chaleur bouillante au froid glacial selon lendroit où le soleil brille .Il ny a pas datmosphère significative sur la lune, elle ne peut donc pas emprisonner la chaleur ou isoler la surface … La lune tourne sur son axe en 27 jours environ. La journée dun côté de la lune dure environ 13 jours et demi, suivis de 13 nuits et demie dobscurité. Lorsque la lumière du soleil frappe la surface de la lune, la température peut atteindre 260 degrés Fahrenheit (127 degrés Celsius). Lorsque le soleil se couche, les températures peuvent descendre à moins 280 F (moins 173 C).
Il ny a pas non plus de saisons sur la Lune. Nous avons des saisons parce que la Terre sincline sur un axe à environ 23,5 degrés. En raison de linclinaison axiale lorsque la Terre tourne autour du Soleil, différentes parties de notre La planète est chauffée différemment. Pour cette raison, cest actuellement lété dans lhémisphère nord et lhiver dans lhémisphère sud. La lune est pratiquement dressée (seulement 1,54 degré dinclinaison) selon Tim Sharp donc il ny a pratiquement aucune variabilité saisonnière.
Séquence temporelle de la jument lunaire – plaine de lave – coule par incréments de 0,5 milliard dannées, avec des zones rouges … à chaque pas de temps indiquant les laves les plus récemment éclatées. Le moment des éruptions, ainsi que la quantité de lave qui a éclaté, ont aidé les scientifiques à déterminer que la Lune avait autrefois un latmosphère et que latmosphère lunaire était la plus épaisse il y a environ 3,5 milliards dannées. (Légende fournie directement par le site Web de la NASA / MSFC)
NASA MSFC
Notre lune na évidemment pas le temps que nous connaissons sur Terre. Cependant, les découvertes de glace deau sur la Lune suggèrent quil pourrait y avoir un certain type de «cycle de leau». Ironiquement, des études ont suggéré que la lune avait autrefois une atmosphère plus significative. Un communiqué de presse de la NASA en 2017 notait:
Recherche effectuée par la volcanologue planétaire du centre de vol spatial de la NASA, Debra Needham à Huntsville, en Alabama, et le spécialiste des planètes David Kring LInstitut lunaire et planétaire de Houston, au Texas, suggère quil y a des milliards dannées, la Lune avait en fait une atmosphère. Latmosphère lunaire antique était plus épaisse que latmosphère de Mars aujourdhui et était probablement capable daltérer les roches et de produire des tempêtes de vent. Peut-être plus important encore, cela pourrait être une source pour une partie, sinon la totalité, de leau détectée sur la Lune.
Cétait une réponse de longue haleine à la question: « Est-ce que notre lune a du temps? » Jespère que vous avez appris quelque chose.