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Une étude, dont les résultats intitulés «Accuracy of the hypothetical sky-polarimetric Viking navigation versus sky conditions: revealing solar elevations and cloudinesses favourable for this navigation method» ont été publiés dans la revue Proceedings of the Royal Society A, a permis de préciser l'efficacité de la méthode de navigation des Vikings au moyen des 'pierres de soleil'.
Rappelons tout d'abord qu'entre «la fin du VIIIe et le courant du XIe siècle, les Vikings ont parcouru des milliers de kilomètres, découvrant sans doute l'Amérique du Nord bien avant Christophe Colomb», sans disposer de boussole puisque celle-ci n'est «apparue qu'au XIIIe siècle». En réalité, d'après les sagas scandinaves, «ces grands navigateurs s'orientaient à l'aide de 'pierres de soleil' leur permettant de déterminer la position exacte de l'astre».
Une théorie, avancée en 1967 par l'archéologue danois Thorkild Ramskou, assimile ces 'pierre de soleil' à «des calcites, des cordiérites ou encore des tourmalines»: en effet, ces cristaux , lorsqu'ils sont «correctement orientés par rapport aux rayons lumineux», peuvent indiquer «la position du soleil même masqué par des nuages».
Bien que cette théorie ait été, depuis lors, «acceptée et fréquemment citée», jusqu'à présent la fiabilité de cette méthode de navigation n'avait jamais été mesurée. L'étude ici présentée s'y est employée «en effectuant 1.080 mesures illustrant différentes conditions météorologiques et positions du soleil dans le ciel» pour les trois pierres en question.
Il est ainsi apparu «d'une façon générale», que «la calcite permet une navigation plus précise que la cordiérite ou la tourmaline». Il a été aussi constaté que les 'pierres de soleil' sont très fiables lorsque «le ciel n'est pas totalement couvert» et que «le Soleil est de 35 à 40° au-dessus de l'horizon au solstice d'été» ou «2 heures avant midi à l'équinoxe de printemps».
Cependant, «quand le soleil est au plus haut dans le ciel vers midi ou encore qu'il se lève ou se couche derrière un ciel plombé», «très certainement» les Vikings ont dû «perdre le cap». Il reste donc «maintenant à définir si les erreurs de navigation engendrées par cette techniques sont suffisamment faibles pour que les Vikings aient pu atteindre le Groenland ou l'Amérique du Nord en 3 à 4 semaines».
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Une étude, dont les résultats intitulés «A 3D magnetic tissue stretcher for remote mechanical control of embryonic stem cell differentiation» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a abouti à la création de véritables 'legos' cellulaires magnétiques, grâce à l'incorporation de nanoparticules magnétiques dans des cellules et à la mise au point d'un dispositif comprenant des aimants miniaturisés. Cette approche a permis d'agréger ces cellules uniquement avec l'aide d'aimants «sans matrice de soutien externe».
Comme le tissu formé par ces cellules peut être déformé à loisir, ce dispositif pourrait se révéler précieux aussi bien pour des études biophysiques que pour la médecine régénérative de demain dont l'un des défis actuels «est de pouvoir créer un assemblage cellulaire cohésif et organisé tout en s'affranchissant d'une matrice de soutien externe».
Pour «agir à distance sur les cellules, les assembler, les organiser et les stimuler», le magnétisme a été exploité en incorporant, au préalable, dans les cellules, briques élémentaires du tissu, des nanoparticules magnétiques, de façon à ce qu'elles soient, comme il a été dit, «de véritables 'legos' cellulaires déplaçables et empilables grâce à des aimants externes».Plus précisément, «dans ce nouveau dispositif d'étireur tissulaire magnétique, les cellules magnétisées sont d'abord piégées sur un premier micro-aimant, puis l'agrégat formé par les cellules est piégé à son tour par un second aimant, mobile cette fois» de sorte que «le mouvement des deux aimants permet d'étirer ou de comprimer à volonté le tissu obtenu».
Ce dispositif a été testé avec des cellules souches embryonnaires. Il a été d'abord constaté «que l'incorporation de nanoparticules n'avait d'impact ni sur le fonctionnement de la cellule souche, ni sur ses capacités de différenciation».Ensuite, «ces cellules souches magnétiques fonctionnelles» ont été testées dans l'étireur et il est apparu qu'elles se différenciaient «vers des précurseurs de cellules cardiaques lorsque la stimulation impose des 'battements magnétiques' mimant la contraction du cœur». Cette observation remarquable prouve «le rôle que peuvent avoir des facteurs purement mécaniques dans la différenciation cellulaire».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Discrete and broadband electron acceleration in Jupiter’s powerful aurora» sont publiés dans la revue Nature, a permis de découvrir, grâce aux observations de Juno, que les aurores polaires* de Jupiter font intervenir un second mécanisme d'accélération des particules des aurores boréales, qui est négligeable sur Terre.
Notons tout d'abord que, dans le cas des aurores polaires de la Terre, «deux mécanismes d'accélération se combinent pour accélérer les particules des aurores»: l'un, bien compris, «est responsable des aurores les plus brillantes», tandis que «l'autre, associé à des émissions variables et moins brillantes, est plus difficile à modéliser car il fait intervenir des processus stochastiques» relevant de la physique de la turbulence.
Jusqu'ici, on pensait que «ce deuxième mécanisme d'accélération était secondaire», car «les aurores joviennes sont les plus brillantes du Système solaire», mais l'étude ici présentée, qui s'appuie sur les mesures des instruments de Juno, prouve que ce n'est pas le cas. Plus précisément, «des champs électriques bien plus intenses que dans le cas de la Terre (capables de doter les particules de 10 à 30 fois plus d'énergie) sont bien observés, mais ces champs ne rendent pas compte des caractéristiques des aurores».
En fait, ces caractéristiques «s'expliquent plus facilement si c'est le second mécanisme d'accélération évoqué qui est à l'œuvre, et qui est en relation (bien que dans le cas présent de façon un peu mystérieuse encore) avec 'les ondes d’Alfvén'**». Il en résulte que cette étude doit nous inciter à la prudence lorsqu'on veut «transposer aux exoplanètes le modèle de magnétosphère construit en étudiant la Terre».
Liens externes complémentaires (sources Wikipedia)
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Une étude, dont les résultats intitulés «Rapid post-seismic landslide evacuation boosted by dynamic river width» ont été publiés dans la revue Nature Geoscience, a permis d'établir que les dépôts massifs de sédiments issus des glissements de terrain déclenchés par les séismes pourraient être évacués par les rivières en seulement quelques dizaines d'années, au lieu de quelques siècles comme on l’estimait jusqu’ici.
Notons tout d'abord que «les glissements de terrain constituent le premier mécanisme d’érosion des chaînes de montagnes»: en effet, «les séismes et les fortes précipitations peuvent en déclencher jusqu'à plusieurs milliers, générant ainsi des centaines de millions de mètres cubes de sédiments en l’espace de quelques minutes à quelques jours». Dans l'actualité relativement récente, «les nombreux glissements de terrain induits par les séismes du Wenchuan en 2008 (Chine), de Gorkha en 2015 (Népal) ou encore de Kaikoura en 2016 (Nouvelle-Zélande)» illustrent ce phénomène.
Du fait qu'une grande partie des sédiments provenant des glissements de terrain est déversée directement dans les rivières, «les étouffants littéralement sous des mètres de débris», il est essentiel de savoir comment et à quelle vitesse les rivières peuvent gérer cet apport catastrophique de sédiments, «tant pour la gestion des aléas liés au transport sédimentaire en aval de l’épicentre (augmentation du risque d’inondation, érosion des berges, changement brutal des cours d’eau), que pour améliorer notre compréhension de la résilience des paysages aux événements tectoniques et climatiques extrêmes».
Comme «l'étendue géographique du problème et la difficulté à instrumenter des zones inaccessibles et dangereuses rendent la mesure du temps d’évacuation in situ très complexe, en particulier pour les très gros glissements de terrain pouvant bloquer les rivières et créer des barrages naturels», l'étude ici présentée a «eu recours à la modélisation numérique simulant l’hydrodynamique fluviale, le transport sédimentaire et l’érosion des berges dans les rivières».
Ainsi, «l’évolution morphologique des rivières en réponse au dépôt de différents volumes de glissement de terrain» a été explorée systématiquement au moyen d’une nouvelle génération de modèles «développée à Géosciences Rennes». Un mécanisme «de rétrécissement dynamique de la rivière durant l’incision des plus gros dépôts» a été mis en évidence: il amplifie la vitesse à laquelle sont exportés ces dépôts: «plus le volume de sédiment est important, plus la rivière exporte efficacement».
La généralisation de ce nouveau mécanisme «sur des milliers de glissements de terrain» aboutit à prédire «que le temps moyen d’export des sédiments liés à un séisme majeur est de l’ordre de 10 à 20 ans, contrairement aux estimations précédentes évoquant plusieurs siècles».
Surtout, il apparaît que, bien que «le volume total des sédiments produits durant un séisme augmente très fortement avec sa magnitude, le temps moyen d’export par les rivières ne varie quasiment pas»: Cela démontre l'efficacité du mécanisme de rétrécissement dynamique des rivières pour 'digérer' «des très gros volumes de sédiment, et ce que l’on soit dans une chaîne de montagne pluvieuse (Himalaya, Taiwan, Nouvelle-Zélande) ou aride (Andes)».
Au bout du compte, cette étude, qui enrichit notre compréhension de l’impact des événements extrêmes sur l’évolution des paysages, offre des outils de modélisation pour faire des prédictions quantitatives essentielles à la gestion des conséquences des catastrophes naturelles associées «aux glissements de terrain déclenchés par les séismes ou les ouragans».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Global climatic drivers of leaf size» ont été publiés dans la revue Science, a permis de déterminer que sur 51% de la surface de la planète, le risque de dommages par le gel durant la nuit est le facteur limitant de la taille des feuilles des plantes et non la chaleur du jour.
Remarquons tout d'abord, qu'il existe dans le monde une grande variété de taille de feuilles: cela va de moins d’un millimètre carré pour «la modeste Cassiope tétragone qui couvre les sols de toundra arctique» à plus d’un mètre carré pour les feuilles du bananier. Jusqu'ici, on savait qu'en «présence de chaleur et d’eau en abondance, les plantes sont plus luxuriantes», mais on ignorait quels étaient les autres paramètres qui «conditionnent la surface foliaire».
Dans le but de les découvrir, l'étude ici présentée a croisé «la taille des feuilles de 7600 espèces situées dans 700 zones climatiques différentes». Le budget énergétique quotidien étant au centre du mécanisme qui détermine la taille des feuilles, il est possible, «en réalisant le bilan des gains et pertes d’énergie à la fois durant le jour mais aussi durant la nuit», de déterminer «si la température de la feuille dépassera les seuils létaux situés entre -5°C et +50°C».
Les zones géographiques «où la chaleur et l’abondance d’eau font qu’il n’y a pas de limite théorique à la taille des feuilles» sont majoritairement le bassin amazonien et de la forêt équatoriale africaine: les plantes ont là «suffisamment d’eau pour rafraîchir leurs feuilles en permanence par transpiration et maintenir une température optimale pour la photosynthèse, loin de la température de l’air ambiant».
Pour ce qui concerne «le reste de la zone intertropicale où l’eau est moins disponible», les feuilles sont plus petites en raison du risque de surchauffe «durant la journée pour les grandes feuilles due à leur incapacité à perdre rapidement la grande quantité de chaleur acquise par le rayonnement solaire».
Par contre, «en zone tempérée, en altitude et dans les zones arctiques», le facteur limitant n’est pas le risque de surchauffe, mais le risque de gel durant la nuit: en effet, «avec une couche isolante d’air importante, la grande feuille dissipe une trop grande part d’énergie dans les longues longueurs d’onde vers le ciel, qui ne peut pas être compensée par la température de l’air ambiant» de sorte que cela «peut provoquer un gel même lorsque la température de l’air ambiant est supérieure à zéro».
Cette règle énergétique, qui prend en compte le risque de gel, explique «les différences de taille au sein d’une même espèce selon leur emplacement au sud ou au nord de son aire de répartition». Elle s'applique aussi aux arbres: ainsi, sur un même arbre il y a des feuilles de tailles différentes: «celles de la canopée en contact avec le rayonnement solaire» sont «plus petites que celles poussant à l’ombre de la canopée».
Soulignons que les conclusions de cette étude «sont le fruit d’une double approche, empirique et théorique» puisqu'un «modèle théorique reconstitue le bilan énergétique d’une feuille et calcule sa taille maximale» en tenant en compte du rayonnement solaire, de la pluviométrie et de la température. Comme les valeurs observées ne dépassent pas cette taille maximale, «ce modèle à l’échelle de la feuille s’en retrouve globalement validé».
Il pourrait déboucher sur plusieurs applications: par exemple, il pourrait aider à «optimiser la taille des feuilles des plantes cultivées» afin d'améliorer les rendements agricoles, ou «permettre de mieux calculer le rôle de stockage de carbone des plantes dans le cadre d’une évaluation du rôle des végétaux comme puits de gaz à effet de serre», ou aussi permettre aux paléontologues de déduire «de la taille des feuilles fossilisées les conditions climatiques dans le passé de la Terre».
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