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Une étude, dont les résultats intitulés «Giant magmatic water reservoirs at mid-crustal depth inferred from electrical conductivity and the growth of the continental crust» ont été publiés dans la revue Earth and Planetary Science Letters, a permis de découvrir à 15 km en profondeur sous le volcan endormi Uturuncu en Bolivie, un immense réservoir de 200 x 500 km d’eau dissoute dans du magma.
Plus précisément, «le volume d’eau s’y trouvant serait équivalent à celui de lacs géants d’eau douce d’Amérique dont le Lac Supérieur, considéré comme le plus grand du monde», alors que «les roches magmatiques, elles, ne sont pas totalement fondues»: en fait, «seulement 10% le sont, tandis que le reste demeure solide». Surtout, notons qu'au sein même de ce réservoir, une anomalie «d'une surface de près d’1.5 millions km3 où le magma diffère de celui se trouvant à proximité» a été détectée: «la vitesse des vagues sismiques est alors ralentie et la conductivité électrique est beaucoup plus forte».
Comme «ce type d’anomalie avait déjà été retrouvé dans les chambres magmatiques du Mont St Helens aux États-Unis et sous la zone volcanique Taupo en Nouvelle-Zélande» et n'avait pas été jusqu'ici expliqué, cette étude, pour comprendre ce phénomène, a entrepris «de reproduire les conditions sous-volcaniques en laboratoire», car «la présence de magma dans l’eau et les hautes températures, avoisinant les 1000°C, ont empêché tout prélèvement in situ».
Il est ainsi apparu «qu’à cet endroit, 8% de l’eau était dissoute dans les silicates». Comme, pour cela, «il faut une molécule d’eau pour trois molécules de silicate», cette proportion «extraordinairement élevée» pourrait expliquer «pourquoi ces silicates liquides conduisent l’électricité». De plus, la présence d'eau «dans le réservoir magmatique est sans doute également responsable du ralentissement des vagues sismiques à cet endroit».
Ces expériences ont aussi permis de voir «que, pour que le silicate qui compose le magma puisse dissoudre l’eau, il faut que la pression soit très haute». D'ailleurs, «quand la pression baisse, l’eau, qui est volatile, sort et forme des bulles, ce qui provoque alors une éruption volcanique». En outre, cette étude avance l’hypothèse «que cette eau aurait enrichi le basalte pour former de l’andésite, contribuant ainsi à la formation de la croûte terrestre».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Attosecond dynamics through a Fano resonance: Monitoring the birth of a photoelectron» ont été publiés dans la revue Science, a permis de suivre, pour la première fois en temps réel, tous les détails de l'émission d'un photoélectron par un atome d'hélium.
Rappelons tout d'abord que l'effet photoélectrique «expliqué par Albert Einstein en 1905» survient lorsqu'un «atome absorbe un photon ultra-violet (UV) ou X» et émet, en réponse quasi-instantanée à cette excitation, «un électron (appelé photoélectron)».
Cet effet, à première vue, paraît simple. Cependant, «pour certaines énergies, il existe des états électroniques où les deux électrons de l'atome d'hélium sont excités», ce qui implique «qu'il existe alors deux 'chemins' énergétiques en compétition, conduisant à l'émission du photoélectron».
Dans cette situation, «le spectre d'absorption de la lumière par l'hélium comporte un pic au profil asymétrique, dont la largeur indique la durée complète de la photoionisation : 17 femtosecondes (10^-15 s)». Notons que c'est le physicien italien Ugo Fano, qui «a décrit ce phénomène et donné son nom à ce profil caractéristique».
Afin d'observer ce phénomène en temps réel, des atomes d’hélium ont été excités, dans le cadre de l'étude ici présentée, «avec des impulsions ultracourtes d'un faisceau laser infrarouge intense». Ainsi, le spectre en énergie des photoélectrons émis, a pu être mesuré «à la résolution temporelle des impulsions du laser : la femtoseconde» et «le 'film' de la photoionisation de l’atome d'hélium» a été «reconstitué par une trentaine d’ 'images', séparées chacune d’une femtoseconde».
Plus précisément, «le profil du spectre montre initialement un pic unique (ionisation par le chemin le plus direct), qui se dédouble après un retard de 7-8 femtosecondes, révélant l'interférence entre les deux chemins d'ionisation».
Comme «le procédé mis en œuvre pourrait être appliqué à d’autres atomes, à des molécules de tailles diverses (biomolécules) et à des nanostructures», en étant «complété par la mesure de la distribution spatiale des électrons éjectés» il devrait «permettre de réaliser le film complet en 3D de l’éjection d’un électron avec la même précision temporelle».
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Une étude, dont les résultats intitulés «High spatial dynamics-photoluminescence imaging reveals the metallurgy of the earliest lost-wax cast object» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis d'élucider le secret de fabrication d'une amulette en cuivre, vieille de 6000 ans, grâce à une nouvelle approche d'imagerie spectrale de photoluminescence UV/visible. Comme il s'agit du plus ancien objet connu fabriqué à la cire perdue, on peut dire que le mystère de l'invention de la fonte à la cire perdue, une technique à l'origine de la fonderie d'art, a été percé.
Notons tout d'abord que cette amulette en cuivre, a été «découverte dans les années 1980 sur une parcelle occupée il y a 6000 ans, dans un haut lieu d'innovation depuis le Néolithique : Mehrgarh, dans l'actuel Pakistan». Sa forme «indique qu'il a été conçu avec la première technique de fonderie de précision : la fonte à la cire perdue (qui est encore utilisée de nos jours)».
Le procédé consiste à sculpter un modèle «dans un matériau à bas point de fusion comme la cire d'abeille», à l'enrober ensuite de terre argileuse, puis à chauffer l'ensemble «pour évacuer la cire» et le cuire et, enfin, après avoir rempli de métal en fusion le moule, le briser pour libérer l'objet métallique après son refroidissement. Jusqu'ici «on n'en savait pas plus sur la fabrication de cette amulette en cuivre». Ce n'est plus le cas maintenant avec la nouvelle approche par photoluminescence, qui vient d'être utilisée dans l'étude ici présentée.
En effet, l'amulette, «aujourd'hui majoritairement composée d'oxyde de cuivre (cuprite)», émet, malgré tout, «une réponse non uniforme sous illumination UV/visible» et «entre les dendrites formées au début de la solidification du métal en fusion», des bâtonnets, «invisibles avec toutes les autres approches testées», ont été détectés. Ainsi, à partir de «la forme et la disposition de ces bâtonnets», la chaîne de fabrication de l'amulette a pu être reconstruite «avec un niveau de détail sans précédent pour un objet aussi corrodé».
Plus précisément, «il y a 6000 ans, après solidification à haute température du cuivre la constituant, l'amulette était composée d'une matrice de cuivre pur constellée de bâtonnets de cuprite, une conséquence des conditions oxydantes de la fonte». Le cuivre de cette matrice s'est, avec le temps, corrodé, à son tour, en cuprite, de sorte que «le contraste observé par photoluminescence résulte d'une différence de défauts cristallins entre les deux cuprites présentes : des atomes d'oxygène sont manquants dans la cuprite des bâtonnets, défaut qui n'existe pas dans celle formée par corrosion».
En fin de compte, «cette nouvelle technique d'imagerie, à haute résolution et très grand champ de vue, a permis d'identifier le minerai utilisé (du cuivre particulièrement pur), la teneur en oxygène absorbée par le métal en fusion, et même les températures de fonte et de solidification (proche de 1072°C)». Cette découverte, qui prouve «le potentiel de cette nouvelle approche d'analyse», pourra désormais «être appliquée à l'étude d'une très large gamme de systèmes complexes : matériaux semi-conducteurs, composites… et bien sûr objets archéologiques».
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Trois études, dont les résultats intitulés «Direct detection of scattered light gaps in the transitional disk around HD 97048 with VLT/SPHERE», «Shadows cast on the transition disk of HD 135344B» et «Multiple rings in the transition disk and companion candidates around RXJ1615.3-3255. High contrast imaging with VLT/SPHERE» ont été publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics et sont disponibles en pdf (respectivement article 1, article 2, article 3), ont permis, grâce à l’instrument SPHERE qui équipe le VLT de l’Observatoire de Paranal de l’ESO, de mettre en évidence l’existence de structures surprenantes au sein des disques de formation planétaire qui entourent de jeunes étoiles.
Rappelons tout d'abord que «nous savons aujourd’hui que les planètes se constituent à partir de disques de gaz et de poussière étendus (baptisés disques protoplanétaires), situés en périphérie de jeunes étoiles» dont les dimensions «peuvent atteindre des centaines de millions de kilomètres». C'est au fil du temps que «les particules piégées au sein de ces disques protoplanétaires collisionnent, se combinent les unes aux autres et donnent éventuellement naissance à des objets de dimensions planétaires». Cependant, «les détails de l’évolution de ces disques de formation planétaire demeurent en grande partie méconnus».
En vue de mieux comprendre l’évolution des jeunes systèmes planétaires, la première étude s'est intéressée à «la jeune étoile HD97048 située dans la constellation du Caméléon, à quelque 500 années-lumière de la Terre». Son analyse minutieuse avec SPHERE a permis de conclure que le jeune disque qui entoure cette étoile s’est «constitué en anneaux concentriques» .
Cette symétrie se retrouve dans le système entourant RXJ1615, «une jeune étoile de la constellation du Scorpion, distante de 600 années-lumière de la Terre» qui a fait l'objet de la troisième étude. Ce système «complexe d’anneaux concentriques» paraît «n’être âgé que d’1,8 millions d’années» et «le disque semble avoir été façonné par des planètes encore en cours de formation». Il faut souligner que «l'âge du disque protoplanétaire nouvellement découvert confère à RXJ1615 un caractère tout à fait exceptionnel», car «la plupart des autres disques protoplanétaires détectés à ce jour sont en effet relativement âgés ou évolués».
En tout cas, la symétrie des systèmes entourant HD97048 et RXJ1615 «constitue un résultat surprenant, la plupart des systèmes protoplanétaires arborant une multitude de bras spiraux asymétriques, de vides et de vortex». Il en résulte que «ces découvertes augmentent significativement le nombre de systèmes connus dotés de multiples anneaux parfaitement symétriques».
Par contre, la seconde étude, qui s'est intéressée au disque entourant «l’étoile HD135344B distante de quelque 450 années-lumière de la Terre», fournit une image «spectaculaire de disque asymétrique «structure la plus fréquemment rencontrée». Bien que cette étoile ait été beaucoup étudiée par le passé, SPHERE a permis de voir «le disque protoplanétaire de l’étoile de manière bien plus détaillée qu’auparavant» (on suppose que «la vaste cavité centrale et les deux grandes structures semblables à des bras spiraux» ont «été créées par une ou plusieurs protoplanètes massives, destinées à devenir des planètes de type Jupiter»).
Grâce à SPHERE, «quatre raies sombres, vraisemblablement des ombres générées par le mouvement de la matière au sein du disque de HD135344B, ont été observées». De plus, il a été constaté que l'une des stries a «sensiblement changé d’aspect au fil des mois séparant les périodes d’observation (il s’agit là d’un rare exemple d’observation, en temps réel, d’une évolution planétaire, qui fait écho aux changements survenus dans les régions internes du disque inaccessibles à SPHERE)».
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Une étude, dont les résultats intitulés «A miniature notosuchian with multicuspid teeth from the Cretaceous of Morocco» sont publiés dans la revue Journal of Vertebrate Paleontology, a permis de décrire une nouvelle espèce de crocodile du Crétacé Marocain d’apparence similaire à certains petits mammifères. Comme «ces petits crocodiles, connus sous le nom de notosuchiens, restent rares en Afrique» et comme «leur diversité en Amérique du Sud est sans égal», cette découverte confirme à la fois «les liens paléobiogéographiques entre ces deux continents» et «une évolution par vicariance * de leurs faunes de vertébrés».
Rappelons tout d'abord que «les dépôts continentaux marocains vieux d’environ 100 millions d’années», qui «sont célèbres pour avoir produits de nombreux restes de vertébrés fossiles», en particulier ceux de grands dinosaures, renferment «également une multitude de restes plus petits», tels ceux du crocodile «appartenant au groupe des notosuchiens» qui vient d'être décrit.
Cette «nouvelle espèce, nommée Lavocatchampsa sigogneaurussellae, était de très petite taille, le crâne ayant les dimensions d’une coque de noix, et possédait une dentition complexe et comparable à celle de certains petits mammifères insectivores». Alors que «les crocodiles actuels ont des dents de forme conique servant à percer la chair de leur proie», chez L. sigogneaurussellae «la morphologie des dents montrant de multiples cuspides et des bassins servant à broyer la nourriture, prête à confusion». Il est cependant apparu, à la suite de l'examen «de la dentition à l’aide d’imagerie CT scan et de microscopie électronique à balayage», que «cet animal ingurgitait une nourriture abrasive».
Du fait de «la quasi-absence de mammifères dans ces dépôts sédimentaires, la découverte de ce crocodile à la dentition 'mammalienne'» pose «des questions sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes durant le Crétacé, alors dominés par les Archosaures». En effet, si «les écosystèmes terrestres du Crétacé d’Afrique et d’Amérique du Sud partagent une histoire paléobiogéographique commune», plusieurs groupes de vertébrés indiquant «un lien étroit entre ces deux continents durant le Crétacé», la diversité des notosuchiens, d’après le registre fossile, «reste plus importante en Amérique du Sud qu’en Afrique».
En conséquence, la présente découverte, qui «montre qu’une famille, les Candidodontidae, partagent des occurrences au Crétacé aussi bien en Amérique du Sud qu’en Afrique», conforte «l’hypothèse d’un biais d’échantillonnage concernant les petites formes de crocodiles terrestres en Afrique» et renforce «l’observation que les notosuchiens étaient plus diversifiés que les mammifères dans ces contrées».
Lien externe complémentaire (source Wikipedia)
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