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Par Robert Brugerolles le 20 Juillet 2017 à 09:42
Une étude, dont les résultats intitulés «Giant convecting mud balls of the early solar system» sont publiés dans la revue Science Advances, laisse penser, à partir de l'analyse des météorites les plus primitives, que les premiers astéroïdes à l'origine des planètes devaient ressembler à des boules de boue en convection.
Rappelons tout d'abord que les chondrites carbonées sont les météorites les plus primitives du fait que la matière qui les compose «n'a jamais dû être incorporée dans des planétésimaux et des protoplanètes de grandes tailles», car sinon il y aurait eu «un processus de différentiation analogue à celui ayant produit la croûte, le manteau et le noyau de la Terre». Autrement dit la matière en question n'a pas «subi de fortes pressions, ni de fortes températures, ni de processus chimiques qui l'auraient conduite à devenir une sidérite ou l'équivalent d'une roche volcanique terrestre».
Cependant, «l'étude des chondrites mène à plusieurs paradoxes qui laissent penser qu'elles ont tout de même été soumises à quelques transformations», puisqu'on trouve, par exemple, «des traces d'altération hydrothermale» qui indique que «de l'eau liquide à une certaine température» se serait «trouvée dans les petits corps célestes constitués de matière chondritique». Ce n'est néanmoins pas étonnant «puisque ces corps se sont formés à partir des glaces, des poussières et des fameux chondres * présents dans le disque protoplanétaire initial».
Comme les analyses des chondrites montrent qu'ils contenaient aussi «des isotopes radioactifs en quantité plus importante qu'aujourd'hui, dont certains venaient tout juste d'être synthétisés (à l'échelle des processus astronomiques) suite à l'explosion en supernova de Coatlicue, l'étoile mère du Soleil», cela explique que la chaleur dégagée a «dû modérément chauffer les petits corps célestes, faisant fondre la glace et provoquant ainsi des circulations d'eau plus ou moins chaudes, altérant les minéraux».
Ce scénario ne répond pourtant pas à toutes les questions. Ainsi, il aurait «dû exister un gradient thermique dans ces premiers corps célestes» et les chondrites carbonées devraient avoir subi des altérations à différentes températures, mais «tout indique que ces températures étaient peu élevées et presque partout les mêmes».
En outre, il reste à comprendre «pourquoi la composition chimique reste globalement uniforme, alors que plusieurs substances devaient être en solution et qu'elles auraient donc dû être transportées en conséquence, par exemple selon le gradient gravitationnel, et se concentrer dans les profondeurs des corps parents des chondrites». De plus, «les chondres eux-mêmes devraient refléter des distributions inhomogènes selon leurs tailles».
L'étude ici présentée propose une explication à toutes ces énigmes: «le mélange initial des chondres, de la poussière et des gaz devait constituer un matériau peu compactifié et pas vraiment rocheux» et «lorsque l'eau a commencé à fondre, ce matériau chondritique aurait alors plutôt donné des sortes de boules de boue légèrement chaudes».
Des simulations effectuées sur ordinateur «avec un modèle numérique appelé Mars and Asteroids Global Hydrology Numerical Model (Maghnum)» montrent que cette boue serait entrée en convection, ce qui aurait «assuré une homogénéisation des températures, de la composition chimique et de la distribution des tailles de chondres».
Ensuite, après la baisse des températures, «ces boules de boue se seraient agglomérées du fait des collisions pour donner des planétésimaux de tailles moyennes»: ainsi, «le refroidissement et l'augmentation des pressions auraient permis de former le matériau chondritique rocheux que l'on connaît actuellement sur Terre et qui provient de la fragmentation des plus anciens astéroïdes encore présents dans le Système solaire».
Lien externe complémentaire (source Wikipedia)
* Chondre
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Par Robert Brugerolles le 19 Juillet 2017 à 10:34
Une étude, dont les résultats intitulés «Oxygen isotopes suggest elevated thermometabolism within multiple Permo-Triassic therapsid clades» ont été publiés dans la revue eLife, révèle que les espèces à sang chaud sont apparues dans notre lignée au cours du Permien supérieur, il y a 252 à 259 millions d'années, ce qui aurait favorisé la survie des ancêtres des mammifères lors de l'extinction du Permien-Trias, il y a 252 millions d'années.
Rappelons tout d'abord qu'aujourd'hui, «seuls les oiseaux et les mammifères sont à la fois capables de produire leur chaleur corporelle» (endothermie) et «de la maintenir à une température élevée et constante» (homéothermie). En fait, «la combinaison de ces deux caractéristiques, l'endo-homéothermie, est apparue au sein des thérapsides», qui, «il y a 270 à 252 millions d'années», formaient six sous-groupes dont l'un d'eux, les cynodontes, a donné les mammifères».
L'étude ici présentée a analysé «90 fossiles découverts en Afrique du Sud, au Lesotho, au Maroc et en Chine, dont 63 de thérapsides appartenant à 22 espèces différentes», qui ont été rassemblés pour «en étudier la composition isotopique de l'oxygène», car «les deux isotopes stables 16O et 18O» sont «incorporés différemment dans les os et les dents en fonction du métabolisme des animaux», de sorte qu'un animal à sang chaud «aura une composition isotopique distincte d'un autre à sang froid partageant le même environnement».
Il est ainsi apparu, à partir des différences de composition isotopiques entre certains thérapsides et d'autres espèces contemporaines, «que huit espèces, issues de deux lignées différentes de thérapsides, étaient déjà endo-homéothermes quelques millions d'années avant l'extinction du Permien-Trias».L'une de ces lignées, les dicynodontes, «est maintenant éteinte, mais la seconde, les cynodontes, a donné les mammifères». Comme toutes les deux «ont survécu à l'extinction d'il y a 252 millions d'années, alors que 75% des espèces terrestres ont péri», il se pourrait que «la clé de leur résistance aux changements climatiques brutaux pourrait résider dans leur endo-homéothermie».
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Par Robert Brugerolles le 18 Juillet 2017 à 11:39
Une étude, dont les résultats intitulés «The Resilience of Life to Astrophysical Events» ont été publiés dans la revue Scientific Reports, révèle que les tardigrades, «ces petites créatures à huit pattes d'un demi-millimètre de long», survivront bien plus longtemps que l'essentiel des formes de vie sur Terre, car pour les rayer de notre monde, il faudrait un évènement capable de faire bouillir les océans, ce qui devrait se produire dans environ un milliard d'années, voire plus, en raison de l'évolution de notre soleil.
C'est parce que, dans la littérature scientifique, nombre de travaux s'intéressaient exclusivement aux effets des cataclysmes cosmiques «sur l'espèce humaine, voire sur l'ensemble des espèces terrestres, et si peu sur la résilience de la vie elle-même» que la recherche rapportée ici a été entreprise: en effet, comme il y a beaucoup d'espèces plus résistantes l'espèce humaine sur Terre, la vie est logiquement «susceptible de se poursuivre bien après notre disparition».
Cette étude a essentiellement aboutit à la conclusion que «Milnesium tardigradum n'a pas à trembler devant d'éventuels cataclysmes venus du ciel, que ce soit des astéroïdes, l'explosion d'une supernova ou des sursauts gamma». Plus précisément, «ces trois sources astrophysiques sont les seules considérées comme capables d'éradiquer totalement la vie sur une planète de type terrestre», mais, d'après les données disponibles et les modèles utilisés, «aucun de ces phénomènes ne représente une menace suffisante pour annihiler cette espèce quasi indestructible et, de fait, stériliser la Terre».
Pour ce qui concerne les astéroïdes, «aucun ne possède une masse suffisante pour faire bouillir les océans en cas d'impact», car «même si nous en connaissons plusieurs milliers qui sont potentiellement dangereux et croisent régulièrement l'orbite de notre planète», seulement «douze objets dans notre Système solaire ont été identifiés comme capables d'un tel cataclysme : des astéroïdes comme Vesta, le plus gros de tous, dans la ceinture principale, ou des planètes naines comme Pluton», mais «pas un seul de ces corps célestes n'empruntera un jour une trajectoire de collision avec la Terre».
Cependant, «si une étoile venait à traverser notre Système solaire, comme par exemple Gliese 710 dans un million d'années», elle «pourrait semer la zizanie et précipiter plusieurs astéroïdes et comètes dans le système interne», mais «ce ne serait vraisemblablement pas un corps de l'acabit de Pluton ou Cérès».
Pour le cas de menaces provenant de supernovae, il faudrait, pour stériliser la Terre, «que l'étoile qui explose soit à moins de 0,14 année-lumière, autrement dit à l'intérieur de notre Système solaire, à quelque 1.300 milliards de km». Or, il n'y a pas «une supernova à l'horizon qui menace de nous exterminer», car l'étoile la plus proche, Proxima du Centaure, «est à plus de 4 années-lumière, et il n'y a aucun risque que cette petite naine rouge termine sa vie prochainement, encore moins aussi violemment».
Quant à «la probabilité que des sursauts gamma nous anéantissent» elle est aussi, très faible, puisque «ces phénomènes très brefs sont plus rares encore que les supernovae»: en réalité, «pour détruire toute forme de vie sur Terre jusqu'aux derniers, les tardigrades», il faudrait «qu'il y en ait un qui survienne à environ 40 années-lumière» et «rien de tel ne se profile à de si petites distances».
En conclusion, le fait que les tardigrades soient «presque indestructibles sur Terre» est «une bonne nouvelle pour la recherche de la vie ailleurs», car cette étude laisse penser qu'il peut exister «d'autres exemples d'espèces résilientes ailleurs dans l'univers»: le cas réel des tardigrades constitue donc un encouragement «pour rechercher la vie sur Mars et dans d'autres domaines du Système solaire en général» puisqu'il semble qu'une fois que la vie se déroule, elle «soit difficile à effacer entièrement» d'une planète habitable.
Par exemple, les océans souterrains «que l'on suppose exister sur Europe et Encelade» pourraient offrir «des conditions similaires à celles des océans profonds sur Terre où l'on trouve des tardigrades, avec des évents volcaniques fournissant de la chaleur dans un environnement dépourvu de lumière»...
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Par Robert Brugerolles le 17 Juillet 2017 à 18:52
Une étude, dont les résultats intitulés «Visible-light-driven methane formation from CO2 with a molecular iron catalyst» ont été publiés dans la revue Nature, a permis de développer un procédé capable de transformer le dioxyde de carbone (CO2) en méthane (CH4) à l'aide de lumière solaire et d'un catalyseur moléculaire à base de fer. Cette avancée ouvre une voie nouvelle vers la production de 'carburant solaire' et le recyclage du CO2 qui contribue au réchauffement climatique.
Rappelons tout d'abord que le méthane est le principal composant du gaz naturel «qui est la troisième source d’énergie la plus utilisée au monde après le pétrole et le charbon». Dans le procédé mis en œuvre ici, la molécule de CO2 perd progressivement, au cours de ce processus, «ses atomes d’oxygène qui sont remplacés par des atomes d’hydrogène, stockant au passage de l’énergie sous forme de liaisons chimiques».
La transformation décrite, dite 'réaction de réduction', «permet d’obtenir une variété de composés allant du monoxyde de carbone et de l’acide formique (des matières premières clés pour l’industrie chimique) au méthanol (un carburant liquide), jusqu’au méthane, forme la plus réduite ayant concentré le plus d’énergie».
Alors que «la plupart des processus connus utilisent des catalyseurs basés sur des métaux rares et précieux», l'étude ici présentée a développé «un catalyseur à base de fer, un métal abondant, accessible et peu coûteux sur Terre». Comme, jusqu'à présent, «aucun autre catalyseur moléculaire» n’avait permis «de réaliser la réduction complète du CO2 en CH4», le processus catalytique développé qui «fonctionne à pression et température ambiantes, en utilisant la lumière solaire comme seule source d’énergie», ouvre la voie «à une utilisation circulaire du CO2».
Enfin de compte, le fait que «la combinaison de la lumière solaire et d’un catalyseur à base de fer est capable de transformer le CO2 en une molécule à fort contenu énergétique», prouve qu’il est possible «de stocker l’énergie solaire renouvelable en une forme de carburant compatible avec les infrastructures industrielles et les réseaux d’énergie existants».
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Par Robert Brugerolles le 16 Juillet 2017 à 10:45
Une étude, dont les résultats intitulés «Ravens parallel great apes in flexible planning for tool-use and bartering» sont publiés dans la revue Science, a permis de montrer que les corbeaux, comme les humains et les grands singes, sont capables d'anticiper le futur du fait qu'ils sont disposés à renoncer à une récompense immédiate de manière à en obtenir une meilleure plus tard.
Rappelons tout d'abord que de précédentes recherches avaient déjà mis en évidence les aptitudes des corbeaux à «utiliser des outils pour se nourrir, voire d'en inventer». Par ailleurs, «l'exercice mental complexe d'anticiper a été essentiellement observé chez les humains et les grands singes, comme les chimpanzés et les bonobos». La découverte de sa présence chez les corbeaux laisse «penser que les capacités cognitives nécessaires pour 'prévoir' ont évolué séparément chez les oiseaux», car ils n'ont pas eu d'ancêtre commun avec les grands singes «depuis plus de 300 millions d'années».
Pour prouver cette capacité d'anticipation des corbeaux, l'étude ici présentée a procédé par étapes. La première d'entre elles «a consisté à dresser cinq corbeaux, deux mâles et trois femelles, pour utiliser un outil nécessaire à l'ouverture d'une boîte afin d'accéder à une friandise». Ensuite, la boîte a été montrée aux oiseaux mais pas l'outil, «avant de la faire disparaître pendant une heure». Après ce délai, «l'outil ainsi que plusieurs autres objets» ont été donnés aux corbeaux.
Au bout du compte, «quasiment tous les corbeaux ont choisi le bon outil quand on leur a présenté la boîte 15 minutes plus tard, réussissant à l'ouvrir avec un taux de succès de 86%». Une expérience similaire «avec cette fois des jetons pour obtenir ultérieurement de la nourriture, a montré un taux de réussite de 78%»: en fait, «les corbeaux savent même mieux prévoir que les grands singes lorsqu'il s'agit d'utiliser des jetons qu'on leur donne pour pouvoir obtenir de la nourriture plus tard».
La dernière expérience a consisté à fournir «aux corbeaux une friandise et le bon outil pour accéder à une boîte qui contenait un morceau de nourriture beaucoup plus alléchant» et les oiseaux, qui «devaient décider entre l'outil et la friandise», ont alors choisi le premier.
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