Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
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Lune (suite)

Mouvements et figure du globe lunaire

Le globe lunaire tourne à vitesse angulaire rigoureusement constante autour du plus court des trois axes de l’ellipsoïde dont il a la forme, très proche d’ailleurs de celle d’une sphère. La particularité essentielle de cette rotation est de s’accomplir exactement dans le même temps et dans le même sens que la révolution sidérale de la Lune. C’est pourquoi celle-ci tourne toujours la même face vers la Terre. Si en outre l’orbite lunaire était circulaire, et par suite décrite d’un mouvement uniforme, et l’axe de rotation du globe fixe et normal au plan de cette orbite, on ne verrait du centre de la Terre qu’une moitié (et même, en toute rigueur, un peu moins) de la surface lunaire, toujours limitée sur cette surface par le même cercle. Dans la réalité, aucune de ces conditions n’est remplie, ce qui se traduit par des balancements du globe, que l’on peut décomposer en trois mouvements principaux.
1. La rotation du globe lunaire étant uniforme, mais non son déplacement autour de la Terre, la première est tantôt en retard, tantôt en avance sur le mouvement orbital. De ce fait, un observateur terrestre peut découvrir un fuseau supplémentaire de la surface lunaire qui atteint environ 8° de part et d’autre, soit en tout 16° ou 4 p. 100 de cette surface.
2. L’axe de rotation du globe fait avec, la normale au plan de l’orbite un angle qui varie entre 6,5 et 7°, ce qui permet de voir en outre deux petites zones autour des pôles, avec un fuseau supplémentaire de 7° en latitude de chaque côté.
3. L’observateur ne se trouve pas en général sur la ligne des centres de la Terre et de la Lune (il aurait alors la Lune à son zénith), et cette position légèrement décalée lui découvre un petit excès de la surface lunaire le long d’un bord ; la valeur maximale de ce fuseau n’est autre que celle de la parallaxe lunaire, d’ailleurs légèrement variable avec la distance de la Lune et très voisine de 1°.

Bien que les zones proches des bords soient vues sous une incidence rasante assez impropre à de bonnes observations, de la Terre on aperçoit environ 59/100 de la surface lunaire. Jusqu’à une époque très récente, il était impossible de déceler avec quelque sûreté une différence entre les trois axes de l’ellipsoïde dont il devait avoir théoriquement la forme. En fait, il est sensiblement sphérique avec un rayon de 1 735 km. Depuis que l’on a envoyé des sondes sur la Lune, et surtout grâce à la mise sur orbite de satellites lunaires dont on a étudié le mouvement, on connaît assez bien le sélénoïde, c’est-à-dire la forme d’une surface de niveau du potentiel lunaire très près de son enveloppe physique. Le premier résultat a été de préciser que l’axe dirigé vers la Terre excède l’axe de rotation de quelque 2,2 km, le troisième ayant une longueur intermédiaire. Cela ne confirme pas les indications recueillies antérieurement à l’aide d’observations ordinaires faites dans des conditions de libration variables, mais que l’on savait suspectes d’erreurs systématiques. De plus, le champ de gravitation lunaire présente, tout comme celui de la Terre, des anomalies importantes. Les excès de la pesanteur s’observent en général dans les régions peu accidentées dites « mers » ; on les attribue à des masses de densité supérieure à la moyenne et qui s’y trouveraient enterrées à une certaine profondeur : ce sont les mascons (de l’angl. mass concentrations).

La masse totale de la Lune est connue depuis longtemps : le centre de gravité du système Terre-Lune décrit l’orbite annuelle autour du Soleil, et sa position par rapport au centre de la Terre se détermine aisément par l’observation ; on en déduit le rapport des masses des deux corps. Les expériences spatiales ont confirmé que la masse de la Lune vaut 1/81,302 de celle de la Terre. Sa densité moyenne est de 3,34 contre 5,52 pour la Terre. La pesanteur à sa surface, qui se calcule à partir de sa masse et de son rayon, est à peu près six fois plus faible que sur la Terre. La vitesse de chute des objets est donc plus petite, et l’absence d’atmosphère la rend égale pour tous les objets, quelle que soit leur forme. La vitesse parabolique sur la Lune est de 2,38 km/s ; c’est à la fois celle qu’il faut imprimer à un mobile pour la lui faire quitter définitivement et celle d’un corps qui arrive sur son sol depuis l’infini. Cela n’empêche pas que des météorites ne soient venus percuter la Lune à des vitesses très supérieures, en raison de son mouvement à quelque 30 km/s autour du Soleil avec la Terre.


Monde lunaire

Les formations caractéristiques de la surface lunaire sont familières à tous grâce aux admirables photographies obtenues aux grands instruments (observatoires Lick, du mont Wilson et du pic du Midi de Bigorre). Les cratères (ou cirques quand on parle des plus grands) sont les plus typiques, d’autant plus que l’on n’en connaît que très peu sur la Terre. Ils sont parfois très enchevêtrés, et l’on a souvent l’impression qu’un impact est venu marquer un cratère neuf sur un plus ancien, notamment sur son enceinte. On a pu mesurer les hauteurs et les profondeurs des cratères : en règle générale, le fond est au-dessous du niveau environnant, parfois de plusieurs milliers de mètres. Mais ces cratères parsèment des paysages qui se partagent entre de vastes plaines, dites « mers », et des régions plus accidentées où l’on trouve même de véritables chaînes avec, çà et là, une vallée débouchant dans la plaine contiguë. On observe aussi des rainures à bords tranchés, apparemment analogues aux canons terrestres.

Les sommets lunaires sont presque aussi élevés que les nôtres ; les monts Leibniz atteignent 8 200 m, les monts Rook culminent entre 5 000 et 7 900 m, les monts Dörfel dépassent 6 000 m. En valeur relative, le relief lunaire est donc trois fois plus marqué que celui de la Terre.

Toutes les observations démontrent que la Lune ne peut avoir qu’une atmosphère extrêmement ténue. Le paysage offre le contraste le plus violent entre lumières et ombres ; on ne note aucune atténuation dans l’éclat d’un astre observé au ras du bord lunaire (éclipse de Soleil ou occultation) ni aucun effet de réfraction. On ne voit jamais ni nuages ni brume même légère, ce qui prouve qu’il n’y a pas assez d’eau pour en permettre la formation, et pas davantage de vent, car le sol est couvert de poussière, et le moindre mouvement d’air, compte tenu de la faible pesanteur, suffirait à la soulever comme on l’observe sur Mars.