Une étude, dont les résultats intitulés «Very large Dzyaloshinskii-Moriya interaction in two-dimensional Janus manganese dichalcogenides and its application to realize skyrmion states» ont été publiés dans la revue Physical Review B et sont disponibles en pdf, a, en exploitant l'asymétrie des couches de dichalcognénures de métaux de transition de type Janus, permis de prédire une nouvelle possibilité de générer des skyrmions en donnant les conditions de leur stabilité.

Relevons tout d'abord que «les skyrmions magnétiques sont des quasiparticules de spin, analogues à des tourbillons à deux dimensions, que l'on peut créer, déplacer et détecter à l'aide de courants électriques dans des nano-circuits». Ils sont intéressants «pour de nombreux types d'applications en nanoélectronique, comme la fabrication de mémoires ou de dispositifs logiques».

Alors que, jusqu'ici, les recherches sur les skyrmions «se sont concentrées sur des multicouches magnétiques métalliques associant des couches de métaux magnétiques classiques (cobalt, fer…) et des couches de métaux lourds (platine, iridium…), une association générant des interactions magnétiques favorables à l'existence de skyrmions», ce travail «prédit que des skyrmions peuvent aussi exister dans des monocouches de Dichalcogénures de Métaux de Transition (TMD) de type Janus».

MnSe2, «constitué d'une couche centrale de manganèse (Mn) entourée de deux couches de sélénium (Se)» est un exemple de TMD. MnSeTe est un TMD de type Janus, «où un chalcogène lourd, le tellure, remplace le sélénium sur un côté de la couche bidimensionnelle de TMD» de sorte que «celle-ci présente alors, d'une part une asymétrie entre haut et bas, ce qui est une condition pour l’existence de l’interaction responsable de la formation des skyrmions (l'interaction Dzyaloshinskii-Moriya, DMI), et d'autre part un atome lourd, ce qui, comme pour les multicouches classiques, est aussi nécessaire pour que l'interaction DMI soit importante».

Cette étude prédit «alors l'existence de skyrmions dans MnSeTe et dans MnSTe en s'appuyant tout d'abord sur des calculs de type ab initio qui montrent que la DMI peut être aussi importante que dans les multicouches classiques». Puis, elle s'appuie «ensuite sur des calculs de type Monte Carlo» pour montrer «comment ces skyrmions peuvent être stabilisés à basse température et en présence d'un champ magnétique».

Au bout du compte, «ces prédictions théoriques des plages de température et champ magnétique où des skyrmions peuvent être obtenus guideront l'exploration expérimentale de cette nouvelle voie pour la réalisation des objets magnétiques topologiques fascinants que sont les skyrmions».

Une étude, dont les résultats intitulés «Reversible Soft Mechanochemical Control of Biaryl Conformations through Crosslinking in a 3D Macromolecular Network» ont été publiés dans la revue Angewandte Chemie International Edition, a permis de mettre au point un élastomère 3D basé sur le principe de la soft-mécanochimie, directement inspirée de la nature, qui «vise à développer des systèmes capables de traduire une force mécanique en une réponse physico-chimique réversible».

Plus précisément, la soft-mécanochimie, encore à ses balbutiements, «vise à reproduire les processus mécano-induits réversibles et peu énergivores des systèmes vivants à l’origine, par exemple, du toucher, de la perception du mouvement ou encore de la coagulation sanguine».

Comme «le secret de ces processus réside dans des changements de conformations moléculaires sous l’action d’une force mécanique», ce principe, «transposé à des systèmes non biologiques», devrait «permettre d’élaborer des nouveaux matériaux intelligents dont les propriétés telles que la couleur, l’activité chiroptique ou encore la réactivité chimique changeraient sous l’action d’une force externe mécanique».

Dans ce contexte, l'étude ici présentée illustre «ce concept de soft-mécanochimie dans un matériau en 3D très simple: un élastomère dans lequel sont reliées chimiquement des molécules à chiralité axiale, c’est-à-dire des molécules dont la conformation autour d’un axe est asymétrique et dont les propriétés qui en découlent sont fortement influencées par les angles des substituants autour de cet axe».

Ainsi, «le 1,1′-bi-2-naphthol (BINOL), couramment utilisée comme ligand en catalyse avec des métaux de transition, est une molécule chirale organique dont la 'forme' s’apparente à celle d’un papillon», dont l'action catalytique et les propriétés optiques «dépendent directement de la conformation adoptée».

Cette étude montre, «en liant cette molécule au réseau polymère d’un matériau élastique déformable, le PDMS», qu’il est possible «de déformer réversiblement et de façon continue la conformation du BINOL en fonction du degré d’étirement appliqué au matériau». Cette mécanotransduction a été «établie et quantifiée en utilisant des mesures spectroscopiques simples et efficaces de biréfringences et de dichroïsmes optiques corrélées à des calculs de dynamique moléculaire».

Au bout du compte, ces travaux, qui «montrent le fort potentiel de la soft-mécanochimie», ouvrent la voie «vers la conception de matériaux innovants dont certaines propriétés pourraient être contrôlées par un simple étirement».

Une étude, dont les résultats intitulés «Permian–Triassic mass extinction pulses driven by major marine carbon cycle perturbations» sont publiés dans la revue Nature Geoscience, a permis d'effectuer une reconstruction concluante de la cascade d'événements qui a mené à la disparition de 90 % de la vie sur Terre lors de l'extinction de masse à la frontière Permien-Trias, il y a 252 millions d'années.

Ce travail découle de l'analyse d'une «archive jusqu'alors négligée: les coquilles de brachiopodes fossiles», des organismes ressemblant à des palourdes, qui «vivent sur Terre depuis plus de 500 millions d'années». Des échantillons de ces fossiles, particulièrement bien conservés, «déposés au fond des mers peu profondes du plateau continental de l'océan Tethys il y a 252 millions d'années», ont été trouvés dans les Alpes du Sud.

Il se trouve que ces coquilles de brachiopodes fossiles «ont gardé en mémoire les conditions environnementales juste avant et au début de l'extinction massive», car «des mesures de haute précision de différents isotopes de l'élément bore» permettent «de retracer l'évolution du pH dans l'océan»qui est «étroitement lié à la concentration de CO₂ dans l'atmosphère».

Cette étude a pu ainsi «retracer même clairement jusqu'à l'activité volcanique». Il apparaît ainsi que «la dissolution des hydrates de méthane, qui avait été suggérée comme une cause potentielle supplémentaire, apparait hautement improbable».

Concrètement, les données recueillies et celles d'autres études basées sur les isotopes du carbone, ont été injectées «dans un modèle géochimique simulant les processus de la Terre à ce moment-là». Au bout du compte, il en résulte que «dès le début de la phase d'extinction, le réchauffement et l'acidification des océans associés à l'immense injection de CO₂ volcanique dans l'atmosphère étaient déjà mortels pour les organismes marins calcifiants».

De plus, ce rejet massif de CO₂ dans l'atmosphère a «mené à une augmentation des températures mondiales causée par l'effet de serre», qui a altéré chimiquement les terres de notre planète, puisque «pendant des milliers d'années, des quantités croissantes de nutriments ont atteint les océans via les rivières et les côtes» de sorte que ces océans «se sont retrouvés surfertilisés».

La conséquence a été «un appauvrissement en oxygène à grande échelle et la modification de cycles élémentaires entiers». C'est «cet effondrement 'domino' des cycles et processus interconnectés de maintien de la vie», qui «a finalement conduit à l'étendue catastrophique observée de l'extinction de masse à la frontière permien-triasique».

Une étude, dont les résultats intitulés «Seismic evidence for partial melt below tectonic plates» ont été publiés dans la revue Nature, a, grâce à un modèle qui prend en compte non seulement la vitesse de propagation des ondes sismiques mais aussi la manière dont elles sont atténuées par le milieu qu’elles traversent, permis de mettre en évidence qu'une faible quantité de roches fondues situées sous les plaques tectoniques favorise leur déplacement.

Rappelons tout d'abord que «la lithosphère, la partie externe de la Terre, est constituée de la croûte et d'une partie du manteau supérieur». Elle se subdivise «en plaques rigides, dites tectoniques ou lithosphériques, qui se déplacent sur une couche du manteau plus ductile, l’asthénosphère», dont «la plus faible viscosité «permet le mouvement des plaques tectoniques sur le manteau sous-jacent». Cependant, jusqu'ici, l'origine de cette faible viscosité restait inconnue.

Relevons aussi que «la tomographie sismique met en images, en trois dimensions, l'intérieur de la Terre à partir de l'analyse de millions d'ondes sismiques enregistrées aux stations sismologiques réparties à la surface du globe». Les sismologues analysent ces ondes, depuis les années 1970, «pour extraire essentiellement un seul paramètre : leur vitesse de propagation», un paramètre, qui «varie avec la température (plus le milieu est froid, plus les ondes arrivent vite), la composition et la présence éventuelle de roches fondues dans le milieu que les ondes traversent.

Dans ce contexte, l'étude ici présentée s'est focalisée sur un autre paramètre, «l’atténuation des ondes, simultanément avec la variation des vitesses de propagation des ondes», une analyse, qui, en fournissant «de nouvelles informations sur la température du milieu traversé par les ondes», permet «d'accéder à la quantité de roches fondues dans le milieu qu’elles traversent».

Ce nouveau modèle «a pour la première fois permis de cartographier la quantité de roches fondues à la base des plaques tectoniques». Il est ainsi apparu «qu'une faible quantité de roches fondues (inférieure à 0,7% en volume) est présente dans l'asthénosphère sous les océans, non seulement là où cela était attendu, c'est à dire sous les dorsales océaniques et certains volcans comme Tahiti, Hawaï ou La Réunion, mais également sous l'ensemble des plaques océaniques».

En fait, ce faible pourcentage de roches fondues observé «est suffisant pour réduire la viscosité d'un ou deux ordres de grandeur à la base des plaques tectoniques, ce qui permet de les 'découpler' du manteau sous-jacent». En outre, il a été observé que «la quantité de roches fondues est plus élevée sous les plaques les plus rapides, comme par exemple la plaque Pacifique, ce qui suggère que la fusion des roches favorise le mouvement des plaques et la déformation à leurs bases».

Une étude, dont les résultats intitulés «The Milky Way's Shell Structure Reveals the Time of a Radial Collision» sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal, rapporte que, pour la première fois, des structures en forme de coquille ont été observées dans la Voie lactée, ce qui constitue une preuve qu'une galaxie naine est un jour entrée en collision frontale avec la nôtre.

Tout a commencé lorsque des astronomes ont identifié, en 2005, «quelque part dans la constellation de la Vierge, une surdensité d'étoiles». Le télescope spatial GAIA «a alors montré que certaines de ces étoiles s'avancent vers nous alors que d'autres s'éloignent». Pourtant, on aurait pu s'attendre à ce que «les étoiles d'un même groupe se déplacent de concert». En 2019, il a été suggéré «que le phénomène pourrait être né d'une collision radiale entre la Voie lactée et une galaxie naine.

Dans ce contexte, l'étude ici présentée met en évidence «deux structures en forme de coquille dans la constellation de la Vierge et deux autres dans le nuage Hercules-Aquila». Ce sont «des assemblages d'étoiles incurvés comme des parapluies que les astronomes identifient comme les résidus d'une galaxie naine qui aurait été déchirée en entrant en collision avec la Voie lactée il y a quelque 2,7 milliards d'années».

Cette galaxie naine aurait «rebondi de haut en bas à travers le centre de la Voie lactée». En fait, les étoiles de la galaxie naine ont traversé rapidement le centre de la galaxie puis ralenti alors qu'elles étaient «tirées vers l'arrière par la gravité de la Voie lactée». Elles ont fini par s'arrêter à leur point le plus éloigné, puis se sont retournées «pour s'écraser à nouveau au centre». C'est de cette manière que se sont créées «les structures en forme de coquille que les astronomes ont observé».

Cette découverte éclaire «d'autres phénomènes étonnants comme celui dit de la Saucisse de GAIA». En effet, «cette formation d'étoiles à la forme caractéristique est le résultat d'une collision avec une galaxie naine il y a entre 8 et 11 milliards d'années», ce qui semblent «exclure un lien avec la collision survenue dans la constellation de la Vierge». Cependant, «d'autres structures comme l'Escargot de GAIA (une structure en spirale pour les étoiles proches du Soleil) et un événement baptisé Splash pourraient en revanche être associés à cette collision radiale» survenue au «milieu de la Voie lactée il y a trois milliards d'années».