Une étude, dont les résultats intitulés «The (+)-cis- and (+)-trans-Olibanic Acids: Key Odorants of Frankincense» ont été publiés dans la revue Angewandte Chemie International Edition, a permis de découvrir quels sont les composants qui confèrent à l'encens, l'un des plus anciens parfums au monde, son odeur caractéristique: ce sont deux molécules trouvées pour la première fois dans la nature, qui ont été dénommées 'acides olibaniques'.

Rappelons tout d'abord que «l'encens (appelé également oliban), une gomme-résine exsudant de l'écorce des arbres Boswellia qui poussent dans les pays bordant la mer Rouge et le golfe d'Aden, est un des plus vieux parfums au monde». Utilisé «depuis plus de 6 000 ans dans toutes les civilisations, depuis la Mésopotamie jusqu'à nos jours», on l'évoque plus de vingt fois dans la Bible où il figure parmi les cadeaux offerts par les rois mages» et il est «régulièrement brûlé lors des cérémonies religieuses».

Cependant, «malgré sa longue histoire et le grand nombre de recherches qui lui ont été consacrées», jusqu'ici, «on ne connaissait toujours pas la nature exacte des molécules qui confèrent à l'encens son parfum si caractéristique». Ce n'est plus le cas aujourd'hui, puisque l'étude ici présentée vient de «réussir à les identifier pour la première fois».

Le défi qu'il fallait relever «était de trouver des méthodes d'analyse suffisamment précises pour caractériser ces substances odorantes présentes en très faible quantité (quelques centaines de ppm²) dans le parfum, et donc d'autant plus difficiles à déceler». Pour que cette entreprise réussisse «trois kilos d'huile essentielle d'encens de Somalie» ont été utilisés à partir desquels «un échantillon purifié d'environ 1 mg de deux constituants odorants» ont été isolés «par une série de distillations, extractions et chromatographies».

En outre, «le recours à un ensemble de chercheurs formés à reconnaître l'odeur typique de l'encens s'est avéré nécessaire, car seul le nez humain est assez sensible pour détecter ces constituants en faible quantité dans un mélange». Enfin, la structure moléculaire de ces substances a été déterminée «par résonnance magnétique nucléaire (RMN, l'équivalent de l'IRM appliquée aux molécules)».

Il en a découlé l'identification des deux molécules, qui donnent à l'encens son odeur si particulière de 'vieille église'»: ces molécules sont les acides (+)-trans- et (+)-cis-2-octylcyclopropane-1-carboxylique et «c'est d'ailleurs la première fois que l'on découvre ces composés dans la nature». Pour valider de manière irréfutable cette caractérisation établie grâce à l'analyse spectrale, la synthése de chacun de «ces deux composés baptisés 'acides olibaniques' (de l'oliban, autre nom de l'encens)» a été réalisée. Ainsi, désormais, il va être possible, grâce à cette découverte, «de fabriquer ces molécules de façon artificielle, à volonté et de les utiliser dans différents parfums».

Une étude, dont les résultats intitulés «Low viscosity and high attenuation in MgSiO₃ post-perovskite inferred from atomic-scale calculations» ont été publiés dans la revue Scientific Reports, a permis, grâce à une modélisation à l’échelle atomique des dislocations dans une structure cristalline de type post-perovskite, représentative de la structure de la couche D" (la couche du manteau terrestre située à la frontière du noyau), de mettre en évidence une grande mobilité de ces défauts.

Soulignons tout d'abord que la couche D", «épaisse de quelques centaines de kilomètres», qui constitue, de par sa situation à l’interface noyau-manteau, «une discontinuité thermique, chimique et mécanique», est, en particulier, «caractérisée par d’importantes anomalies des vitesses de propagation des ondes sismiques».

Depuis des années, on cherche à «expliquer les caractéristiques de cette couche D" qui reste, aujourd’hui encore, mal comprise». Plus précisément, alors qu'on avait d'abord pensé que le manteau inférieur était «principalement constitué d’un silicate de magnésium de structure perovskite appelé bridgmanite», il est «apparu en 2004 que pour des pressions supérieures à 120 GPa (et des températures supérieures à 2500K), la bridgmanite se transformait en une phase plus dense appelée post-perovskite», qui n'est «stable et observable que sous ces conditions extrêmes de pression et de température», ce qui rend l'étude de ses propriétés particulièrement difficile.

La seule approche permise, pour prédire le comportement mécanique de la couche D" aux échelles de temps de la convection du manteau («lesquelles échappent à l’échelle humaine»), est la description physique des mécanismes de déformation de cette couche D". Comme le manteau est constitué de roches solides, «les écoulements relatifs à la convection mantellique ne peuvent résulter que de la propagation de défauts cristallins dans les minéraux qui les constituent», le mécanisme de déformation le plus efficace étant «généralement le glissement de lignes de défauts appelées dislocations».

 
Des résultats récents de modélisation ayant montré «que les pressions qui caractérisent la Terre profonde inhibent très fortement ce mécanisme, rendant très difficile la déformation de la bridgmanite», pour «prédire les propriétés mécaniques de la post-perovskite dans les conditions de température et de pression de la couche D"», une modélisation numérique des dislocations à l’échelle atomique dans la post-perovskite, «basée sur des calculs de mécanique quantique», a été réalisée dans le cadre de l'étude ici présentée.

Il est ainsi apparu que, du fait de la structure cristalline très particulière de la post-perovskite, «constituée d’une alternance de couches de silicium et de magnésium», les dislocations ont la capacité «de glisser très facilement (sans friction) entre ces couches et ce malgré les pressions très élevées de la couche D"». Ainsi, la post-perovskite est «aussi facile à déformer que l’oxyde de magnésium qui l’accompagne (et qui est généralement considéré comme une phase 'molle')».

En conséquence, «cette propriété a d’importantes implications sur le brassage de la base du manteau et sa capacité à extraire de la chaleur du noyau». De plus, «les dislocations étant très mobiles dans la post-perovskite, elles peuvent être mises en mouvement très facilement, même sous la seule influence d’une onde sismique se propageant dans le manteau». Comme «elles peuvent alors se mettre à vibrer comme une corde», l'absorption d’énergie réalisée par cette vibration conduit à une atténuation de l’onde «qui doit être mesurable» par les sismologues.

Une étude, dont les résultats intitulés «A solar-like magnetic cycle on the mature K-dwarf 61 Cygni A (HD 201091)» ont été publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics, a permis de découvrir la toute première étoile dont le champ magnétique varie comme celui du Soleil, avec une inversion de la polarité lorsque l'activité de l'étoile est à son maximum, et avec une géométrie magnétique qui se simplifie à l’approche du minimum.

Rappelons tout d'abord que «l'activité du Soleil est intrinsèquement liée à son champ magnétique, directement responsable de l'apparition de taches en surface ainsi que d'éruptions» et que «ses variations, tout au long du cycle magnétique de 22 ans, s'accompagnent de l'inversion de la polarité de son champ magnétique chaque onze ans».

En vue de trouver «un astre se comportant similairement à notre Soleil», les astronomes ont observé, durant plus de quarante ans les étoiles proches de nous, mais, s'ils ont découvert «des étoiles dotées d'une semblable variabilité (décennale)», jusqu'ici «la question de la concordance de cette variabilité et de l'inversion de champ magnétique» était demeurée sans réponse.

C'est grâce à «l'avènement, voici une dizaine d'années, d'instruments dédiés baptisés 'spectropolarimètres stellaires'», qui ont permis «de cartographier les champs magnétiques d'étoiles proches de type Soleil», que l'étude ici présentée a pu parvenir à sa découverte. En effet, cette nouvelle technologie «équipe le Télescope Bernard Lyot installé au Pic du Midi» qui a été utilisé pour faire «le suivi observationnel d'un certain nombre d'étoiles proches, parmi lesquelles 61 Cyg A» qui appartient à «la constellation septentrionale du Cygne».

 
Située «à quelque onze années-lumière de la Terre, ce qui en fait l'une des plus proches voisines du Soleil», 61 Cyg A fait partie du système binaire 61 Cygni «dont les deux composantes, 61 Cyg A et 61 Cyg B, sont de taille et de luminosité légèrement inférieures à celles du Soleil».

 
Ces observations ont mis en évidence «la grande similitude de 61 Cyg A et du Soleil». En effet, «61 Cyg A arbore des variations d'activité qui coïncident avec les changements de polarité de son champ magnétique (ces changements surviennent tous les 7 ans, et la durée complète du cycle magnétique s'établit à 14 ans)». De plus, «le champ magnétique de 61 Cyg A se révèle d'autant plus complexe à l'approche de ces 'inversions'», un comportement «parfaitement analogue à celui du Soleil».

Notons que cette découverte est précieuse pour la physique stellaire, car «c'est la toute première fois qu'une telle similitude est observée». Elle va donc permettre, en particulier, «d’améliorer la modélisation des processus à l’œuvre dans le Soleil, et de mieux comprendre les effets de son activité magnétique sur la Terre comme sur nos différentes technologies».

Une étude, dont les résultats intitulés «Equatorial heat accumulation as a long-term trigger of permanent Antarctic ice sheets during the Cenozoic» ont été publiés dans la revue PNAS, a permis de mettre en évidence un réchauffement de l'océan Atlantique équatorial à l'Éocène supérieur et de proposer, de ce fait, un nouveau mécanisme de formation des glaces permanentes qui se sont établies en Antarctique à la limite Éocène-Oligocène (~ 33.7 Ma).

Notons tout d'abord que «les grandes lignes de l’évolution climatique de la Terre sont relativement bien contraintes pour le Cénozoïque *»: en effet, «la chute progressive des pressions partielles de CO2 atmosphériques (pCO2) et le refroidissement long terme de la Terre traduisent le passage d'un régime climatique de type Greenhouse à Icehouse».

Cependant, cette évolution n’a «pas été linéaire ni continue, mais a été entrecoupée au Paléogène d'une phase de croissance brutale de la calotte polaire antarctique dont les facteurs déclencheurs sont encore débattus : niveau-seuil de pCO2 en dessous duquel le continent austral s'englace ou ouverture de seuils tectoniques (Passage de Drake et de Tasmanie) qui permettent les circulations océaniques autour de l'Antarctique».

Dans ce contexte, «grâce à une approche sédimentologique et biogéochimique novatrice permettant la reconstruction conjointe de l'évolution des températures des eaux de surface et des pCO2», l'étude ici présentée apporte «un nouvel éclairage sur la transition climatique Greenhouse - Icehouse de Éocène – Oligocène (EOT)».

Plus précisément, l'analyse de la géochimie isotopique des coccolithes** a mis en lumière «une phase de réchauffement importante (+6 °C) de la ceinture intertropicale qui a débuté quatre millions d’années avant la glaciation». Comme «ce réchauffement précédant une glaciation majeure de l’histoire de la Terre est un élément nouveau et déterminant», il confère «une vision plus globale à l’hypothèse initialement proposée par James Kennett dans les années 70 pour expliquer la mise en glace de l'Antarctique».

En effet, ces données nouvelles prouvent «que la répartition latitudinale de chaleur à la surface des océans a été bouleversée plusieurs millions d'années avant la glaciation elle-même». Le mécanisme proposé est que le réchauffement équatorial «traduit la contraction des gyres subtropicales et une réduction du transfert latitudinal de chaleur de l'équateur vers les pôles, qui ont ainsi largement contribué au refroidissement des hautes latitudes et à la pérennisation d’une calotte glaciaire Antarctique».

Ce travail, qui «est le fruit de plusieurs années de développements méthodologiques», montre «que la géochimie des coccolithes, encore largement sous-exploitée, a un très fort potentiel pour mieux contraindre les paléoclimats au cours du Méso-Cénozoïque».

Liens externes complémentaires (sources Wikipedia)

 * Cénozoïque

** Coccolithes

Une étude, dont les résultats intitulés «Triggering of the 2014 M_w7.3 Papanoa earthquake by a slow slip event in Guerrero, Mexico» ont été publiés dans la revue Nature Geoscience, a permis de montrer que, dans les zones de subduction, des glissements lents et imperceptibles appelés 'séismes lents' peuvent déclencher un peu plus loin des secousses puissantes: plus précisément, il a été mis en évidence que «le séisme de magnitude 7,3 qui s’est produit à Papanoa le 18 avril 2014 était la conséquence d’un glissement lent initié deux mois plus tôt dans la région d’Acapulco (État mexicain de Guerrero)».

Rappelons tout d'abord que, dans cette zone côtière, «la plaque océanique des îles Cocos passe sous la plaque nord-américaine», ce qui correspond au phénomène de subduction, qui «s’accompagne en général de séismes car les deux plaques, au lieu de coulisser parfaitement, se déforment et accumulent de l’énergie, relâchée lors des tremblements de terre».

Cependant, la zone de Guerrero «n’a connu aucun fort séisme depuis 1912», alors que les stations GPS permanentes, installées à partir de 1997, ont détectés des séismes lents, c'est-à-dire «des glissements imperceptibles qui durent quelques semaines à quelques mois, ne génèrent pas d’ondes sismiques et ne provoquent pas de dégâts»: en l'occurrence, «alors que les plaques Cocos et nord-américaine se rapprochent à la vitesse de 5 à 6 cm/an», la zone de Guerrero «connait tous les 4 ans des périodes de glissement en sens inverse, qui durent 6 mois avec des déplacements atteignant 15 cm».

Les données GPS ont ainsi montré que si, dans la zone de Guerrero, «les séismes lents relâchent une partie des tensions accumulées, ce qui diminue la probabilité d’un fort séisme», pour sa part, «le glissement lent initié en février 2014 a permis de transférer des tensions à la zone voisine, sismogénique, ce qui a déclenché un séisme de magnitude 7,3 le 18 avril 2014 près de la localité de Papanoa».

En conséquence, cette étude, qui «met en évidence le risque accru de séismes durant les épisodes de séismes lents», incite à développer l'analyse des signaux de déformations caractéristiques «des glissements lents qui peuvent précéder les séismes ordinaires».