Lorsque vous levez votre nez pour admirer notre unique satellite naturel, vous le voyez comme un disque presque monochrome blanc-grisâtre, parsemé de quelques taches noires. Pareil pour l’équipage d’Artemis II, qui, hier, nous a gratifié de splendides photographies de leur survol ; même si les détails de sa surface sont forcément plus apparents, sa couleur ne change pas radicalement. À de rares occasions, sa teinte peut virer au rouge lorsqu’elle glisse dans l’ombre de la Terre lors d’une éclipse totale, filtrée par notre atmosphère.
Comment expliquer alors que la Lune puisse, sur certaines cartes de la NASA, se parer de nombreuses couleurs différentes, dont le bleu (voir ci-dessous) ? En réalité, les variations chromatiques que vous pouvez observer sont le résultat d’une saturation numérique des couleurs visant à montrer la réelle composition minéralogique de la surface lunaire.
Sous le gris de la Lune, le bleu du titane
La croûte de la Lune est majoritairement composée de régolithe (poussières) et de roches silicatées très riches en oxygène, en silicium, en magnésium et en fer. Un mélange de minéraux qui n’offre qu’un spectacle visuel assez pauvre, avec un albédo (pouvoir réfléchissant) si faible qu’il absorbe 88 % de la lumière reçue.
C’est pourquoi elle nous apparaît si peu colorée à l’œil nu, mais cela ne signifie pas qu’elle est blanche ou grise. Imaginons que vous placiez un morceau de roche lunaire à côté d’un morceau de charbon, leurs couleurs seraient relativement proches. L’éclat que nous percevons depuis la Terre n’est qu’une illusion : sur le fond noir de l’espace, même un objet gris foncé paraît lumineux lorsqu’il est frappé de plein fouet par le Soleil.
En revanche, lorsqu’on regarde certains clichés prises par des sondes spatiales (Lunar Reconnaissance Orbiter ou Chandrayaan-1, par exemple), leurs caméras décomposent la lumière en plusieurs longueurs d’onde différentes, de l’ultraviolet à l’infrarouge. En isolant le rapport entre la lumière bleue et la lumière rouge, puis en saturant numériquement, on découvre que la surface lunaire cache des nuances de bleu électrique, de orange brûlé et de pourpre.
Les zones qui tirent sur le bleu sont en réalité des plaines de lave basaltique particulièrement denses, très chargées en métaux lourds, et surtout en ilménite. Un minéral composé d’oxyde de fer et de titane qui modifie très fortement les propriétés optiques de la roche. Le titane modifie la manière dont la roche réfléchit la lumière selon les longueurs d’onde, en atténuant davantage les longueurs d’onde rouges et en accentuant les différences avec le bleu une fois les images traitées. C’est pourquoi les zones à haute concentration en titane ressortent avec cet éclat bleuté si caractéristique.
L’indépendance logistique : briser le cordon terrestre
Si la NASA prend le temps de colorer ses cartes, c’est principalement pour identifier les sites d’atterrissage prioritaires pour l’extraction de ressources. En effet, l’exploitation de l’ilménite (les zones en bleu donc) est l’un des piliers centraux du programme Artemis ; car il permet d’extraire de l’oxygène pour les équipages et de l’hydrogène pour la propulsion.
Grâce à un procédé de réduction thermochimique, il est possible de chauffer ce régolithe en présence d’hydrogène pour libérer un gaz très précieux : de la vapeur d’eau. Cette eau est ensuite séparée par électrolyse pour fournir l’oxygène vital aux astronautes et l’hydrogène liquide nécessaire aux moteurs des lanceurs. C’est seulement en maîtrisant ce cycle à l’échelle industrielle que l’on peut espérer un jour établir une présence humaine permanente et autonome sur la Lune, et faire de notre satellite notre principal tremplin vers des destinations plus lointaines.
Une « vraie » Lune bleue ?
Il peut arriver, très rarement, que la Lune prenne naturellement une teinte légèrement bleutée, visible à l’œil nu, mais cela n’a rien à voir avec un quelconque traitement de la colorimétrie des images. C’est un événement si exceptionnel qu’il a donné naissance à l’expression anglaise « Once in a blue moon » (que l’on pourrait traduire par « une fois tous les 36 du mois »), mais qui s’est déjà produit à plusieurs reprises par le passé.
Ce changement de robe est dû à une concentration importante d’aérosols volcaniques ou de suie dans l’atmosphère terrestre. Ce fut le cas en 1883, quand le volcan Krakatoa explosa, en 1950, lorsque de gigantesques incendies ont dévoré les forêts de l’Alberta (Canada) ou après l’éruption du mont Saint-Helens aux États-Unis (1980) ou d’El Chichón au Mexique (1982).
Dans chacun de ces cas, d’énormes quantités de minuscules particules (de la taille d’un micron) ont été projetées dans la stratosphère, atténuant les longueurs d’onde rouges, plus longues, tout en laissant passer les teintes bleutées. Un filtre naturel qui laisse la Lune apparaître vraiment bleue à nos yeux : un phénomène physique baptisé diffusion de Mie. Si jamais vous la voyez un jour de cette couleur, vous feriez mieux d’investir dans une bonne cargaison de Ventoline et de fermer vos fenêtres à double tour.
- Certaines zones de la Lune apparaissent bleues sur les cartes de la NASA en raison de la saturation numérique des couleurs, révélant la composition minéralogique.
- Le bleu est principalement dû à la présence d’ilménite, un minéral riche en titane qui modifie les propriétés optiques des roches lunaires.
- Un phénomène naturel peut rendre la Lune légèrement bleue à l’œil nu, causé par des aérosols dans l’atmosphère terrestre, mais cela est exceptionnel.
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