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La Lune
Des changements
observés sur la surface?
Des observateurs habiles, tels que William Herschel, Schroeter, Gruithuisen, Littrow, ont cru distinguer sur notre satellite des traces de constructions «faites de mains d'hommes». Kepler lui-même, dans le Songe, explique (sans qu'on puisse dire s'il est vraiment sérieux) que les cratères lunaires sont trop régulièrement formés, trop circulaires, pour que la nature en soit responsable. Un examen plus attentif, à l'aide d'instruments plus puissants, a évidemment chaque fois prouvé ensuite que ces constructions (remparts, tranchées, canaux et routes supposés) n'étaient pas artificiels, mais de formation purement naturelle. Reste que ces minutieuses observations, si mal interprétées, ont aussi mis au jour la possibilité de changements à la surface de la Lune, également appelées phénomènes lunaires transitoires (PlT ou LTP si on adopte le sigle anglo-saxon de Lunar Transient Phenomena ). Des lumières épisodiques, des cratères qui changent de forme... Cela témoignait-il de l'existence d'une activité géologique actuelle sur notre satellite? Pouvait-on invoquer l'existence présente d'un volcanisme ou celui de séismes ravageurs sur la Lune? Personne n'y croit plus aujourd'hui. Mais les astronomes du passé avaient leurs raisons de penser autrement.
Dates clés :
1787 : Herschel croit observer une éruption volcanique sur notre satellite (cratère Aristarque).

1840 : Beer et Maedler nient l'existence de changements sur la Lune.

1869-1882 - Williams décrit des variations dans le cirque Platon.

La découverte des phénomènes lunaires transitoires

Ce chapitre est riche aussi bien en fantasmes qu'en faits avérés, mais d'interprétation problématique. On n'exposera ici que quelques-unes des pièces du dossier, et principalement celles qui concernent la relation longtemps supposée entre les LTP et le volcanisme lunaire. Sachant qu'avant que ne s'impose au milieu du XXe siècle la thèse impactiste (les cratères ont été formé par des impacts météoritiques...), ce volcanisme constituait l'explication la plus communément adoptée.

La première région lunaire à avoir attiré l'attention pour ses changements est celle du cratère Aristarque, longtemps considéré comme le dernier volcans lunaire en activité? De fait, parfois il paraît si lumineux, lors même que la lumière du Soleil n'est pas arrivée jusqu'à lui, qu'on le remarque à première vue. Il brille souvent dans la partie obscure de la Lune comme une étoile de sixième grandeur, un peu nébuleuse. C'est en tout cas se qu'affirment les astronomes depuis le XVIIe siècle. Notamment Hévélius puis Herschel, qui l'ont considéré comme un véritable volcan en ignition. Telle était la conviction d'Herschel sur sa réalité, qu'il écrivait le 20 avril 1787: «Le volcan brûle avec une grande violence.» Le diamètre réel de la lumière volcanique était d'environ 5000 mètres. Son intensité paraissait très supérieure à celle du noyau d'une comète qui était alors sur l'horizon. L'illustre astronome ajoutait : «Les objets situés près du cratère sont faiblement éclairés. Cette éruption ressemble beaucoup à celle dont je fus témoin le 4 mai 1783.» Comme Herschel, comme Lalande, comme Maskelyne, Laplace croyait à l'existence de ces volcans.

Flammarion a également cru déceler une activité dans ce secteur. Ainsi, notera-t-il entre autres, sur ses registres d'observation, que les 6 et 7 mai 1867, qu'il il y avait, à cet endroit du disque lunaire, sur le côté gauche d'Aristarque, un point lumineux très brillant, offrant l'apparence d'un volcan.

« Je l'ai observé, écrit-il, pendant plusieurs heures ces deux soirs-là; ensuite la lumière du soleil l'atteignit. Quoique peu disposé à admettre l'existence de volcans actuellement enflammés dans la Lune, cependant j'ai toujours gardé de cette observation l'impression d'avoir assisté à une éruption volcanique lunaire, peut-être non de flammes, mais tout au moins de matière phosphorescente. »
Signalons encore à ce point de vue un autre fait assez étrange. Dans les Alpes lunaires, cette fois, tout près du Mont Blanc, le 26 septembre 1788, alors que cette région était entièrement plongée dans la nuit, Schroeter a aperçu une petite lumière, analogue à celle d'une étoile de 5e grandeur vue à l'oeil nu, qui resta visible pendant 15 minutes (le temps d'en bien constater la position), puis disparut irrévocablement. Or, le 1er janvier 1865, à ce même endroit, Grover a revu ce point lumineux à l'aide d'une petite lunette de 50 mm; pendant 30 minutes il brilla comme une étoile de 4e grandeur, puis disparut...

L'affaire n'était pas entendue pour autant. Alors même que les astronomes adoptaient volontiers l'hypothèse d'un volcanisme ancien pour expliquer les cratères. L'existence de volcans actuellement en activité posait des difficultés. En tout cas, si l'on voulait attribuer les observations que l'on a dites à des éruptions volcaniques, force était de
remarquer que pour être visibles depuis la Terre, ces éruptions auraient dû être véritablement formidables, car la fumée qui aurait nécessairement les flammes, expliqua-t-on, aurait été un obstacle sérieux pour l'observateur. D'autres actions géologiques ne s'accomplissaient-elles pas à la surface de notre satellite? Les observateurs resteront longtemps divisés sur cette question. Beer et Maedler, ces laborieux sélénographes dont la magnifique carte a fait durablement autorité, étaient déjà peu disposés, en 1840, à regarder comme probables des transformations actuelles du sol de la Lune :
« Nous avouons, disaient-ils, qu'une pareille hypothèse a très peu de probabilité. Si les observations faites jusqu'à présent ne l'excluent pas absolument, elles se réunissent cependant à l'hypothèse contraire. Le globe lunaire paraît, comme la Terre, actuellement terminé; et il est difficile de croire que des transformations violentes aient encore lieu maintenant. »


D'étranges apparitions

Lorsque la Lune arrive à son premier quartier, le Soleil commence à éclairer la surface de la mer des Vapeurs, région fort heureusement située vers le centre du disque lunaire. On remarque là, parmi plusieurs beaux cratères, ceux qui ont, reçu les noms d'Agrippa et d'Ukert. Autour de chacun d'eux, le terrain descend en pente, et une plaine s'étend entre les contreforts de l'un et de l'autre. On distingue à travers cette plaine une sorte de fleuve, coupé presque au milieu du chemin par un petit cratère, nommé Hyginus.

Or, au nord-ouest du cratère d'Hyginus, aucun des astronomes qui ont observé et dessiné cette région n'avait jamais vu ni décrit un cirque de 4500 mètres de diamètre, qui y est actuellement visible et que l'un des sélénographes les plus laborieux, J. Klein, de Cologne, a vu pour la première fois le 19 mai 1876... Un cratère plus gros que le Vésuve s'était-il formé, ou tout au moins agrandi de manière à devenir visible?

En fait le cas n'est pas vraiment unique. Dans la mer du Nectar, on voit un petit cratère, dont le diamètre mesure environ 6000 mètres, s'élevant isolé au milieu d'une vaste plaine. Eh bien, ce cratère est tantôt visible et tantôt invisible... De 1830 à 1837, il était certainement invisible, car deux observateurs, absolument étrangers l'un à l'autre, Maedler et Lohrmann, ont minutieusement analysé, décrit et dessiné ce pays lunaire, et vu, tout près de la position qu'il occupe, des détails de terrains beaucoup moins importants que lui-même, sans en avoir le moindre soupçon. En 1842 et 1843, Schmidt observa cette même contrée sans l'apercevoir. Il le vit pour la première fois en 1851.

On distingue fort bien ce "nouveau" cratère sur une photographie directe de Rutherfurd, en 1865. Mais en 1875, le sélénographe anglais Neison examina, dessina et décrivit, avec les détails les plus minutieux et les mesures les plus précises, ce même endroit, sans en apercevoir aucune trace. En 1879, on le voyait fort bien...

Quelque auteurs, à l'exemple de Flammarion, dont ont reprend ici le texte, n'étaient pas loin d'admettre que l'explication la plus simple à donner de ces changements de visibilité était de supposer que ce volcan émet parfois de la fumée ou des vapeurs qui restent quelque temps suspendues au-dessus de lui et nous le masquent, comme il arriverait pour un aéronaute planant à quelques kilomètres au-dessus du Vésuve aux époques de ses éruptions.

« Ces brumes, brouillards, vapeurs ou fumées, ajoute Flammarion, dont il devient de moins en moins possible de douter, avaient même conduit Schroeter à penser que leurs situations parfois singulières semblaient accuser quelque origine industrielle, forges, usines, des habitants de la Lune! L'atmosphère des villes industrielles, remarquait-il, varie suivant les heures du jour et le nombre, de feux allumés. On rencontre souvent dans l'ouvrage de cet observateur des conjectures "sur l'activité des Sélénites". Il crut aussi observer des changements de couleur pouvant être dus à des modifications dans la végétation ou à des cultures. Gruithuisen croyait même avoir reconnu des traces non équivoques de fortifications et de "routes royales".»
 
La duplicité d'un cratère double...
Un autre exemple intéressant est fourni par un cratère double, formé de deux cirques jumeaux, que Beer et Maedler ont examiné plus de trois cents fois, de 1829 à 1837, et qui se situe sur le sol grisâtre de la mer de la Fécondité. Ce double cratère présente derrière lui une traînée blanche singulière, qui rappelle la forme d'une queue de comète, et, à cause de cette ressemblance, les deux sélénographes lui ont donné le nom de l'astronome Messier, le plus infatigable chercheur de comètes. Ils ont étudié, décrit et dessiné avec un soin tout spécial cette formation lunaire, sur laquelle Schroeter avait déjà appelé l'attention en 1796.
« Les deux cirques, disent-ils, sont absolument pareils l'un à l'autre. Diamètres, formes, hauteurs, profondeurs, couleurs de l'arène comme de l'enceinte, positions de quelques collines soudées aux cratères, tout se ressemble tellement, qu'on ne pourrait expliquer le fait que par lin jeu étrange du hasard ou une loi encore inconnue de la nature. Cette double formation est encore plus remarquable par deux traînées de lumière, pareillement égales, rectilignes, dirigées vers l'orient.»
Cette description est si détaillée, l'assertion relative à la parfaite ressemblance des deux monts circulaires est si précise, qu'on peut partir de là pour faire des comparaisons absolues. "Or, rien n'est plus curieux, je dirai même plus mystérieux, plus inexplicable, note Flammarion, que le résultat de ces comparaisons". Gruithuisen, observateur très habile et très scrupuleux, a constaté, en 1825, que le cratère occidental était moitié moins grand que l'oriental, et allongé de l'est à l'ouest. Il croyait que c'étaient là des fortifications lunaires, avec des remparts et des tranchées parallèles. Le 13 février 1826, un fait étrange se manifesta dans la traînée blanche : la bande obscure qui en traversait le milieu était entremêlée de points lumineux, «et je crus remarquer, écrit Gruithuisen, qu'ils ne restaient pas toujours dans la même position.» Parfois, un voile, une brume, paraissaient s'étendre sur ces objets, tandis qu'en d'autres circonstances où ils eussent dû être moins visibles par l'effet de l'éclairement solaire, ils l'étaient moins.


Anciens dessins du double cratère Messier.

Mais le plus curieux reste bien que ces cratères ont semblé changer de forme. En 1855, Webb constata que le cratère oriental était le plus grand des deux, et que l'occidental, plus petit, était allongé de l'est à l'ouest. Des observations ultérieures (1857) apprirent que la figure du cratère oriental n'avait pas varié, mais que celle du cratère occidental avait pris en réalité une forme elliptique rectangulaire, de 18 kilomètres de longueur sur 12 de largeur. De 1870 à 1875, différents observateurs, munis d'excellents télescopes, ont constaté que le grand diamètre avait 20 kilomètres et le petit 11. 

« La différence des deux cratères, en forme et grandeur, dit Neison en 1876, est aujourd'hui évidente, même avec la plus faible lunette astronomique.» 
Toutefois, Klein ajoutera que, d'après ses propres observations, en 1877 et 1878, tel n'était plus le cas. Que pouvaient être ces bizarres variations? Des illusions d'optique? Sûrement. En tout cas, c'est ce qu'ont trouvé de plus facile à répondre les astronomes qui n'aiment pas être embarrassés!
Encore d'autres effets de lumière...
Aussi curieuse que l'incessante variabilité du double cratère Messier est celle du cirque Linné, dans la mer de la Sérénité. Ce cratère a d'abord été très visible, car on le trouve déjà sur la carte lunaire de Riccioli, en 1651. Schroeter l'observa en 1788, et l'a décrit comme "une très petite tache blanche ronde, offrant une vague dépression". Au temps de Lohrmann et de Maedler, il présentait un diamètre de 10 000 mètres, et son intérieur, noir, ombreux, était visible par un éclairage oblique; au contraire, quand le Soleil était élevé, le tout avait l'apparence d'une tache blanchâtre. En octobre 1866, Jules Schmidt, directeur de l'Observatoire d'Athènes, et l'un des astronomes qui se sont le plus occupés de la Lune, annonça le fait au monde savant. Le cratère dessiné par Beer et Maedler était remplacé par un cône blanc peu élevé et à pente très douce, ne donnant pas d'ombre, même au lever du Soleil. Cette opinion fut aussi celle de Chacornac, de Quételet, directeur de l'Observatoire de Bruxelles, du P. Secchi, et en général de tous ceux qui l'observèrent. Et l'une des opinions qui sembla alors la plus probable était que le cratère s'est plus ou moins comblé ou désagrégé depuis 1830. Il ressemblait maintenant à un tumulus.


Autre exemple : le cratère Cichus...
d'après Schroeter, en 1792 (à gauche),
et d'après Beer et Maedler, en 1833.

Mais voici une série d'observations plus curieuses encore : plusieurs observateurs ont vu sur la Lune des clartés énigmatiques, qu'ils ont attribuées à des aurores boréales. Ainsi, par exemple, le 20 octobre 1824, à 5 heures du matin, Gruithuisen aperçut dans la région obscure de la Lune, sur la mer des Nuées, une clarté qui s'étendit jusqu'au mont Copernic, sur une longueur de près de 100 kilomètres et une largeur de 20. Quelques minutes après, elle disparut; mais, six minutes plus tard, une lumière pâle brilla quelques instants pour disparaître ensuite; puis, des palpitations électriques se succédèrent depuis 5 heures et demie du matin jusqu'à l'aurore, qui mit fin aux observations. L'observateur attribua ces lumières vacillantes à une aurore boréale lunaire, et un phénomène analogue a été rapporté par un ami de l'astronome Lambert, le 25 juillet 1774.

Le grand cratère d'Eudoxe paraît avoir manifesté récemment certains témoignages de changements. Le 20 février 1877, entre 9h 30 et 10h 30 du soir, Trouvelot, observant ce cratère, a été frappé par la présence d'un mur étroit et rectiligne, le traversant de l'est à l'ouest un peu au sud. Cette muraille était fort élevée, car elle était bordée au nord par une ombre bien marquée. A son extrémité ouest elle apparaissait comme une ligne lumineuse sur l'ombre noire portée par le rempart occidental du cratère. Un an plus tard, le 17 février 1878, le même observateur, examinant de nouveau ce cratère, fut tout surpris de ne plus reconnaître les moindres traces de la muraille et, depuis cette époque, c'est toujours en vain qu'il la cherchait au moment des mêmes phases et dans les mêmes circonstances d'illumination. La conclusion est que sans doute cette muraille s'est écroulée, quoiqu'il soit néanmoins assez singulier qu'elle n'ait pas été notifiée précédemment.


Quand Platon faisait son cirque

L'arène du grand cirque de Platon a été l'objet d'observations fort importantes. Une carte très détaillée en a été construite, d'abord par Birt, en 1872, ensuite par Stanley Williams en 1883. Nous reproduisons ci-dessous cette dernière carte, sur laquelle 44 points ont été soigneusement suivis, d'abord pendant les années 1869, 1870 et 1871; ensuite, de 1879 à 1882. Sur ces 44 points, six observés en 1869-71, n'ont pas été revus en 1879-82 : ce sont les numéros 8, 10, 27, 28, 29 et 35; au contraire, sept nouvelles taches ont été découvertes pendant les dernières observations : ce sont celles qui portent les numéros 37, 38, 39, 40, 41, 42 et 43. Parmi les taches observées dans les deux périodes, huit ont offert des variations considérables d'éclat, les numéros 11, 12, 13, 14, 16, 22, 24 et 30.

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Les zones variables du cirque Platon repérées par Williams.
Source : The Observatory (1883).

Voici les principales remarques que Williams a été faites à propos de ces variations :

N° 4, variable, ordinairement plus faible que 1, mais souvent égale, et quelquefois même plus brillante;

N° 14, grande diminution de visibilité;

N° 12, énorme accroissement de visibilité. Elle offre généralement une apparence vaporeuse, comme sa voisine n° 14;

N° 13, grand accroissement d'éclat et curieux changement d'aspect;

N° 14, grand accroissement d'éclat, frappante analogie d'aspect avec le n° 12; sans doute connexion physique entre ces deux taches;

N° 16, diminution d'éclat et oscillation considérable dans cet éclat;

N° 22, changement énorme. Après le lever du soleil, pendant deux ou trois jours, elle est généralement très blanche et très brillante; on croirait qu'elle est en relief, mais il n'en est rien; son éclat offre des oscillations fréquentes; en deux circonstances, vers le coucher du soleil, elle resta le dernier objet visible;

N° 34, tache curieuse; on l'a vue une fois moitié aussi brillante que la tache n° 1.
La bande rayonnante qui va de 22 à 17 paraît nouvelle. Elle a commencé à se montrer en 1872, entre 5 et 14, puis elle s'est allongée. En 1874, elle était la plus brillante des bandes qui traversent le cirque.

On a remarqué également des variations certaines et assez fréquentes dans le secteur sud-est de Platon. Pendant plusieurs jours après le lever du Soleil, la contrée occidentale est blanchâtre, ce qui rend invisibles les bandes rayonnantes, et le même effet se remarque aussi dans la région orientale avant le coucher du Soleil. On a observé le même aspect dans le cirque de Ptolémée. La convexité de l'arène de Platon a été remarquée plusieurs fois. Le 29 juillet 1887, Gray, observant le coucher du Soleil sur ce cirque, dont l'intérieur était déjà plein d'ombre, remarqua au sud du centre une traînée lumineuse, qui disparut à 2 h 30 du matin.

On peut encore remarquer qu'en général un observateur examinant Platon à l'époque de la pleine Lune verrait cette plaine annulaire très sombre, mais que parfois elle paraît si éclairée qu'elle est aussi blanche qu'au lever du Soleil. D'autre part, au contraire, on l'a vue très sombre, au lever comme au coucher du Soleil.

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