Réplétion (astronomie)

En planétologie, une réplétion (ou un mascon^[a]) est une région de la croûte d'une planète ou d'une lune qui contient une large anomalie gravifique positive. On utilise ce terme pour décrire une concentration de masse excessive sur ou sous la surface d'une planète (relativement à une moyenne appropriée). Cependant, ce terme est le plus souvent utilisé pour décrire une structure géologique qui comprend une anomalie gravifique positive associée à une caractéristique (bassin) à laquelle on associerait plus volontiers une anomalie négative, telle que les « bassins de mascon » sur la Lune.

Cette figure permet de comparer la topographie (en haut) et la gravité correspondante (en bas) du cratère lunaire Mare Smythii. Elle illustre le phénomène de réplétion.

Exemples

Des exemples typiques de « bassins de mascon » sur la Lune sont Mare Imbrium, Mare Serenitatis, Mare Crisium et Mare Orientale. Tous possèdent une topographie négative et des anomalies gravifiques positives.

Sur Mars, les bassins Argyre Planitia, Isidis Planitia et Utopia Planitia possèdent également une topographie négative et des anomalies gravifiques positives.

Il existe aussi des mascons sur Cérès, notamment sous les bassins d'impact Kerwan et Yalode^[1].

Effets sur les orbites des satellites

Les réplétions lunaires altèrent la gravité locale dans certaines régions à tel point que les orbites basses et non corrigées des satellites autour de la Lune sont instables sur une échelle allant du mois à l'année. Les réplétions altèrent les orbites successives, causant à terme l'écrasement du satellite sur la surface lunaire.

L'orbiteur Luna 10 fut le premier satellite artificiel de la Lune et a renvoyé des données indiquant que les perturbations causées par le champ de gravité de la Lune étaient plus importantes que prévu^[2]. Les réplétions lunaires furent découvertes par Paul M. Muller et William L. Sjogren du JPL, en 1968, grâce à une nouvelle méthode d'analyse appliquée aux données de navigation des orbiteurs du programme Lunar Orbiter^[3]. Cette découverte permit de corréler la présence de larges anomalies gravifiques positives aux bassins circulaires présents sur la Lune.

En mai 2013, une étude de la NASA contenant les résultats des sondes GRAIL fut publiée. Ces sondes avaient pour mission de cartographier les réplétions de la Lune^[4].

Notes et références

Notes

1. Le terme réplétion a été officialisé en France par l'arrêté du 20 février 1995 relatif à la terminologie des sciences et techniques spatiales. Le terme mascon, mot-valise pour l'anglais mass concentration (« concentration de masse »), reste plus utilisé en français ainsi que dans les autres langues romanes (mascón en espagnol).

Références

1. (en) Lauren H. Dickson et Michael M. Sori, « The origin of mascons on Ceres as constrained by crater morphology », Icarus, vol. 382,‎ août 2022, article n^o 115024 (DOI 10.1016/j.icarus.2022.115024).
2. (en) « Luna 10 (NASA) » [archive du 18 février 2012].
3. (en) Paul Muller et William Sjogren, « Mascons: lunar mass concentrations », Science, vol. 161, n^o 3842,‎ 1968, p. 680–684 (DOI 10.1126/science.161.3842.680).
4. (en) Denise Chow, « Mystery of Moon's Lumpy Gravity Explained », sur SPACE.com (consulté le 31 mai 2013).

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