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Définition des reliefs lunaires

écrit en collaboration avec la Dr Winifred S.Cameron, NASA-GSFC

Les montagnes lunaires (V)

Pour décrire les montagnes et les pics qui recouvrent la surface lunaire, l'UAI utilise plusieurs termes latins (et ne reconnaît pas officiellement les lettres romaines et grecques) :

- montes caractérise une chaîne de montagnes

- mons caractérise les pics isolés

- promontorium caractérise les promontoirs ou caps

- rupes caractérise les escarpements.

Citons à part les crêtes et les dômes qui, s'ils donnent l'impression d'être montagneux, n'en restent pas moins des reliefs de faible élévation liés à des processus volcaniques ou tectoniques.

Peut-être intentionnellement en raison de leur proéminence, toutes les montagnes qui ont reçu un nom représentent en effet des reliefs d'altitude plutôt que des structures reliées aux mers.

Qu'il s'agisse de pics isolés ou de chaînes de montagnes la plupart des sites élevés constituent soit une partie des remparts de bassins d'impacts soit ont été formés par les éjectas issus de ces bassins. Les montagnes en forme d'anneau entourées d'une mer indiquent l'existence des restes de remparts de cratères submergés. A certaines occasions des structures montagneuses ont été créées par le soulèvement tectonique, en particulier le pic central des cratères. Certaines montagnes peuvent avoir une origine volcanique mais elles sont rares.

Les régions montagneuses ou hautes terres (terrae)

Ce sont en général les zones claires et peu dense de la Lune, des terres fermes dont l'élévation moyenne au-dessus de la mer est d'environ 2 km. Ils dessinent 75 % de la surface complète de la Lune (60 % de la face visible). Ces régions montagneuses contiennent beaucoup plus de grands cratères, pratiquement comblés, que les mers et sont en général les plus vieilles structures de la surface. Des roches datés entre 4.1 et 4.6 milliards d'années ont été rapportées par Apollo 16 qui alunit dans les hautes terres. L'albedo moyen de ces surfaces est d'environ 0.12, ce qui les rendent deux fois plus brillantes que les mers.

A gauche, le cratère défoncé de Janssen perdu dans les hautes terres. A droite la région du mur droit, de Tycho et Regiomontanus. Documents T.Legault et Mike Cook.

Le volcanisme de montagne

Ce terme est attribué à toute activité volcanique impliquant le matériau clair des régions montagneuses, qu'il se situe dans les terres ou les mers. Cela étant ce type de volcanisme est plus rare que celui se manifestant dans les mers (par le passé) et il est encore moins évident d'en trouver les traces dans les hautes terres. Toutefois certains reliefs ont été attribués à une activité volcanique de montagne.

Une telle région a été identifiée le long du "Banc des Apennins" situé dans la partie est de mare Imbrium, entre les monts Bradley et Hadley Delta, à quelque 100 km d'un beau réseau de fractures (5°, 170°).

Certaines zones situées dans les régions montagneuses auraient une origine volcanique comme la Formation de Cayley mais que d'autres interprètent comme étant des bancs d'éjectas. En complément ces régions d'altitude contiennent quelques plateaux élevés assez inhabituels qui pourraient avoir une origine volcanique. L'un d'entre eux est le "Plateau de Kant" (154°) qui s'étend sur 40 km au sud-est de Zöllner, non loin de Sinus Asperitatis et de Théophile. Un second plateau, plus petit, est situé au sud-est de Dembowski (357°).

Rappelons enfin que l'on a identifié au moins sept dômes dans les régions montagneuses (voir page suivante).

Les chaînes de montagnes (montes)

Les chaînes de montagnes sont des zones très élevées et étroites, souvent étendues (jusqu'à 2500 km d'altitude et quelques centaines de kilomètres de longueur) et formant presque exclusivement le bord extérieur des mers circulaires. Elles sont l'équivalent des parois des cratères et ont été formées par le même mécanisme, des processus d'impacts. Les chaînes circulaires cerclent des bassins d'impacts. Leur nom provient des chaînes de montagnes terrestres, pour citer par exemple les Apennins ou les Alpes (au nord-est de Mare Imbrium). D'ordinaire l'un des versants de la chaîne est assez escarpé (pentes entre 15° et 35°) alors que l'autre versant est plus doux (moins de 15°) et forme les parois des cratères. 

Les chaînes de montagnes lunaires ne sont pas semblables aux chaînes de montagnes terrestres, lesquelles sont pour la plupart plissées. La chaîne terrestre qui se rapprocherait des formations lunaires doit être constituée d'une seule strate, comme par exemple la Sierra Nevada aux Etats-Unis, mais le processus de formation n'est pas identique.

Citons quelques chaînes remarquables : les Monts  Riphaeus (29°), les Carpates (18°), les Apennins (5°), les monts Caucases (161°), le Jura et les Alpes (0°) sans compter les grandes dépressions qui bordent les mers pour ne citer que la région Théophile-Catharina qui contient l'escarpement des monts Altaï (149°).

A gauche, l'escarpement des monts Altaï (149°) culminant à 3400 m et couvrant 400 km à l'est de Mare Nectaris, non loin de Catharina. A droite, la zone montagneuse comprise entre les Alpes (en haut à gauche) et les monts Caucases (au centre et en bas de l'image). Documents Astroarts et Thierry Legault.

Les escarpements (rupes)

Parmi les chaînes de montagnes, les escarpements (rupes) constituent une classe à part. Ils ont été formés suite à des mouvements tectoniques qui ont modifié l'élévation relative de part et d'autre de la zone de contact. A l'image des failles linéaires (qui sont formés de deux fractures parallèles), les escarpements suivent des lignes droites, des segments linéaires ou forment des courbes douces. On trouve des escarpements tant dans les mers que dans les terres. Quand ils sont accolés à un bassin, leur face pentue surplombe le bassin intérieur. Leur nom est en général associé à une structure proche.

Sept parmi les plus grandes fractures sont assez étendues pour être visibles depuis la Terre et ont été baptisées. Mais certains escarpements n'en sont pas, tel "Rupes Apenninus". Les escarpements les plus petits et sans nom peuvent être découverts en tout lieu de la surface lunaire où il y a des mouvements tectoniques.

L'escarpement de loin le plus impressionnant est sans conteste Rupes Altaï (340°, 150°) situé sur le rempart sud-ouest du bassin d'impact de Mare Nectaris, non loin de Catharina, Cyrille et Théophile. S'étendant sur plus de 400 km, sa face intérieure surplombe le bassin voisin de 1200 à 1800 m d'altitude, avec un pic situé près de Fermat qui culmine à 3400 m d'altitude. Comme tous les escarpements son apparence dépend de l'heure de la journée. Rupes Altaï est brillant peu avant le premier quartier (340°, le matin localement sur la Lune) mais ressemble aux remparts d'un cratère, ne laissant entrevoir que quelques pics aux versants brillants; par contre peu avant le dernier quartier, il dessine une ombre très dentellée sous la lumière rasante venant d'ouest (143° à 154°, l'après-midi localement sur la Lune).

Citons pour terminer Rupes Recta, le fameux "Mur droit" situé à l'est de Birt (16.8 km) dans la partie orientale de Mare Nubium (18°, 191°). Cet escarpement orienté à l'ouest cours sur 130 km et s'élève entre 270 et 300 m au-dessus de la mer.

Principaux escarpements

Escarpement

Long.(°)

Lat.(°)

Long.(km)

Elév.(m)

Colong.(°)

Altai, Rupes

+23

-24

400

3400

340, 150

Cauchy, Rupes

+37

+9

120

 2-300

328, 135

Kelvin, Rupes

-48

-24

80

1500

36, 213

Liebig, Rupes

-48

-24

180

600

48, 225

Mercator, Rupes

-22

-31

90

1200

24, 201

Recta, Rupes (Mur droit)

-8

-22

130

300

9, 179

Toscanelli, Rupes

-46

+29

70

2-300

48, 213

 Les pics (mons)

Il s'agit en général de montagnes imposantes, des pics isolés, offrant des parois très élevées, très abruptes et colorées. Ils apparaissent en majorité dans les mers comme Pico et Piton dans Mare Imbrium. Quelquefois les plus grands pics situés dans les montagnes ont été baptisés tels le mont Hadley dans les Apennins, visités par Apollo XV.

A gauche, le mont Hadley (au centre de l'image) et Rima Hadley (en-dessous à gauche). A droite, isolés au nord de Mare Imbrium, Pico (à gauche) et Piton (à droite). Sur les deux images le nord est en haut. Documents Thierry Legault.

Ces pics sont pour la plupart des vestiges de chaînes de montagnes, les seuls points hauts qui ont survécus aux flots de lave qui ont submergés les bassins d'impacts constituant aujourd'hui les mers. En effet, leur localisation permet de tracer le pourtour d'un ou plusieurs anneaux concentriques qui signalent la présence d'un lieu d'impact. Ces fragments d'anneaux intérieurs sont les plus apparents dans Mare Imbrium; Mare Crisium et Mare Humorum n'ont chacune que quelques pics. On trouve également des pics isolés dans Mare Orientale, Mare Frigoris, Mare Nectaris, Mare Nubium, Mare Serenitatis, Mare Tranquillitatis et Mare Fecunditatis, mais on ne peut pas dire qu'ils forment un motif circulaire cohérent entre eux.

La recherche des pics fut entreprise sous l'égide de l'USAF mais leur étude est difficile car ils ne sont visibles qu'à certains moments de la lunaison sous certaines conditions d'éclairement (rasant). Le calcul de leur hauteur repose sur des notions de trigonométries où, connaissant la longueur de leur ombre projetée sur le sol et la hauteur du Soleil, il est possible de connaître leur altitude avec précision.

Quelques montagnes remarquables

Nom

Elévation (m)

Nom

Elévation (m)

Montes Roots

Liebnitz

Montes Caucasus

Montes Appenninus

Mons Huygens

Mons Hadley

Montes Jura

Platon λ

8200

7900

6000

6000

5500

4800

4000

3700

Mont Blanc

Mons Ampères

Montes Alpes

Montes Teneriffe

Mons Pico

Mons Piton

Mons La Hire

Montes Recta

3617

3000

3000

2400

2400

2200

1900

1900

Dernier chapitre

Les dômes, les crêtes et les rayons

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