15/07/2024. Thémis démonstrateur européen de premier étage de fusée réutilisable.

Themis est un des composants prévu pour permettre la transition entre le lanceur Ariane 6 dont le premier vol a lieu le 9 juillet 20241 et son futur remplaçant baptisé Ariane Next qui devrait voler vers 2035. L’ objectif est de diviser par deux le coût du lancement par rapport à Ariane 6.

Ariane Next reprendra la formule mise au point par SpaceX avec son lanceur Falcon 9. Elle comportera un premier étage réutilisable qui reviendra se poser sur Terre à la verticale après s’être séparée du deuxième étage. Pour permettre sa réutilisation, cet étage utilisera plusieurs moteurs-fusées à ergols liquides nommés Prometheus (en cours de développement) brûlant un mélange de méthane et d’oxygène liquides. Le lanceur utilisera 9 moteurs de ce type pour le premier étage et un moteur unique pour le second étage..

Pour mettre au point les techniques de réutilisation, le CNES propose de développer plusieurs engins expérimentaux intermédiaires :

  • FROG3, un petit démonstrateur permettant de tester l’atterrissage à la verticale d’un étage de fusée. Celui-ci a effectué plusieurs vols en 2019.
  • Callisto, un premier étage réutilisable de taille intermédiaire (13 mètres de haut, propulsion de 40 kilonewtons de poussée) destiné à tester toutes les phases de vol, y compris la rentrée atmosphérique à vitesse supersonique. Plusieurs vols sont prévus à compter de 2025.
  • Themis, un premier étage réutilisable utilisant de un (TH1) à trois moteurs-fusées Prometheus et qui volerait vers 2025-2026. .

Par ailleurs, le développement du programme MaiaSpace a été annoncé fin 2022. Ce programme doit exploiter les résultats de Thémis pour mettre au point un mini-lanceur réutilisable qui doit être opérationnel en 2026.

L’étage de fusée Themis est haut de 30 mètres pour 3,5 mètres de diamètre et emporte plus de 150 tonnes d’ergols. Il sera équipé dans un premier temps d’un moteur Prometheus brûlant un mélange d’oxygène liquide et de méthane liquide. Les versions ultérieures seront motorisées par 2 ou plus vraisemblablement 3 moteurs Prometheus.

Un premier modèle élémentaire de Themis a été réalisé et installé sur le site ArianeGroup de Vernon pour des essais de remplissage et d’allumage des moteurs. Un premier vol dit « hop test », soit un simple saut, est prévu à Esrange, près de Kiruna en Suède.

Ensuite, si tout se passe comme prévu un premier vol de test de Thémis en condition réelle est prévu au Centre spatial guyanais avant la fin de la décennie 2020

15/07/2024 L’exploitation minière en eaux profonde. Risques majeurs pour la planète.

La planète Terre apparait aujourd’hui aux observations satellitaires récentes portant sur des planètes extragalactiques comme la seule pourvue d’une couverture océanique étendue. Les autres se présentent comme des déserts brulants. C’est grâce à ces océans que la vie est apparue sur la Terre il y a quelques 4 milliards d’années et a pu s’y développer.

Or l’équilibre des océans faisant la richesse de la planète est de plus en plus menacé aujourd’hui par des activités humaines impossibles à arrêter faute de consensus. On citera notamment le rejet de déchets industriel extrêmement destructeurs, les exploitations pétrolières et minières sous-marine, la surpêche.

Aujourd’hui s’y ajoute l’exploitation minière en eaux profondes. Ses partisans affirment qu’elle contribuera à accroître l’approvisionnement en matières premières telles que le cobalt et le nickel présentés comme nécessaires à la transition énergétique mondiale, notamment pour la fabrication des accumulateurs électriques. Ses opposants estiment qu’elle pourrait détruire les écosystèmes et perturber les voies migratoires des espèces marines.

Réunis à Kingston, en Jamaïque, jusqu’au 26 juillet, les 36 membres du conseil de l‘Autorité internationale des fonds marins des Nations unies (ISA) examineront de nouvelles règles permettant aux entreprises d’extraire des minéraux du fond des océans, malgré les inquiétudes croissantes concernant les risques économiques et environnementaux . Il s’agira de la dernière version d’un « code minier » très attendu par les industriels, destiné à réglementer l’exploration et l’extraction des nodules polymétalliques et autres gisements situés au fond des océans.

Tout laisse penser que ce code minier sera très permissif

Jean-Paul Baquiast

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Nour republions ici sur ce sujet les principaux passages d’un article de Sebastián Escalón en date du 05.06.2023, mis à jour le 24.07.2023

L’Autorité internationale des fonds marins qui se réunit jusqu’au 28 juillet pourrait autoriser l’exploitation minière des grands fonds marins. Or, cette industrie risque de mettre en danger des écosystèmes dont les scientifiques commencent à peine à entrevoir la richesse et l’importance, en affectant la capacité de l’océan à stocker du carbone.

En octobre 2022, le navire Hidden Gem (Joyau caché) a effectué sa première récolte à grande échelle de minéraux des grands fonds marins. The Metals Company, l’entreprise propriétaire du navire, a ramené à la surface 4 500 tonnes de nodules polymétalliques, des concrétions riches en métaux qui gisaient à quelque 4 kilomètres de profondeur. À la suite de ce succès technologique, l’entreprise a annoncé qu’elle pouvait commencer l’exploitation à l’échelle industrielle dès 2024. Coup de bluff ou pas, les regards se tournent à nouveau vers ces abysses recelant d’immenses trésors.

Les reliefs de la Lune et de Mars sont mieux connus que ceux des grands fonds marins.

Si on en croit les argumentaires de The Metals Company, l’exploitation des minéraux du fond de la mer ne devrait pas faire polémique. Pour tirer profit des énergies renouvelables, disent-ils, il faut des batteries, et pour fabriquer des batteries, il faut du cobalt, du lithium, du manganèse, du cuivre. Leur message clé : pas de transition énergétique sans exploitation minière sous-marine. Or, cette exploitation pourrait devenir une menace de plus sur les écosystèmes océaniques. Elle pourrait en effet mettre à mal certaines fonctions de l’océan, y compris celle de pompe à carbone.

Matières premières à foison

Trois gisements océaniques sont dans la ligne de mire des compagnies. Tout d’abord, les nodules polymétalliques, riches en cobalt, manganèse, nickel et cuivre. De quelques centimètres de diamètre, ces nodules ressemblent à des cailloux noirs posés sur le plancher océanique. Ils sont le fruit de millions d’années d’accrétion : les métaux dissous dans l’eau précipitent et se déposent sur la surface d’un objet dur, un coquillage, un caillou, une dent de poisson qui constitue leur noyau. Leur vitesse de formation est infiniment lente, quelques millimètres par million d’années, et pourrait être liée à l’action de certains micro-organismes.

Ensuite, il y a les dépôts sulfurés. On les trouve autour des sources hydrothermales, au voisinage des dorsales océaniques. L’eau chaude et corrosive de ces sources lessive les roches de la croûte océanique et se charge en métaux et en sulfures. Lorsqu’elle jaillit du fond de la mer, au contact de l’eau froide de l’océan, les métaux précipitent et peuvent former de grands dépôts de minéraux sulfurés.

Selon l’Institut d’études géologiques des États-Unis, la zone Clarion-Clipperton,  contiendrait 21 milliards de tonnes de nodules. 

Enfin, il y a les encroûtements polymétalliques. Leur processus de formation est similaire à celui des nodules, mais il a lieu sur les flancs rocheux des monts sous-marins. Ces couches contiennent une grande variété d’éléments, le cobalt en premier lieu, et peuvent atteindre plusieurs dizaines de centimètres d’épaisseur sur des surfaces allant de quelques kilomètres carrés à plusieurs centaines de kilomètres carrés. Impossible à l’heure actuelle de calculer l’ampleur des sources minérales des grands fonds. Cependant, les estimations de l’Institut d’études géologiques des États-Unis indiquent que la zone Clarion-Clipperton, une région au nord-est du Pacifique grande comme l’Union européenne, contiendrait 21 milliards de tonnes de nodules. Cette zone prospectée par The Metals Company recèlerait à elle seule plus de cobalt et de nickel que l’ensemble des mines terrestres. De quoi faire naître des ambitions dignes de la ruée vers l’or. 

« On connaît mieux les reliefs de la Lune et de Mars que ceux des grands fonds marins », rappelle Sarah Samadi, biologiste de l’Institut de systématique, évolution, biodiversité. En effet, seulement 5 % de la surface des grands fonds, ceux qui se trouvent à 200 mètres de profondeur au moins, a été cartographiée. Quant aux organismes qui peuplent ces abysses, notre ignorance est presque totale. C’est d’ailleurs là l’une des craintes majeures des scientifiques vis-à-vis des opérations minières : que des écosystèmes soient balayés avant même d’avoir été découverts.

Le manque de connaissance

« La principale vulnérabilité des écosystèmes profonds est le manque de connaissances, atteste Sarah Samadi. Seule une infime partie de la biodiversité a été explorée. » En effet, lorsque des chercheurs réalisent un échantillonnage d’espèces dans un milieu des grands fonds, la plupart des animaux récoltés sont inconnus. « On découvre encore de nouvelles espèces sur des échantillonnages réalisés il y a 30 ou 40 ans ! » explique la biologiste.

Dans ces conditions, impossible d’évaluer les risques de l’activité minière sur un écosystème donné. Or, il ne suffit pas de connaître les espèces pour comprendre le fonctionnement d’un écosystème. Il faut aussi définir comment elles s’adaptent à leur milieu et comment elles s’insèrent dans la grande dynamique de l’océan. « 

Tout est interdépendant : hydrosphère, atmosphère, lithosphère, manteau terrestre, rappelle Mathilde Cannat, chercheuse à l’Institut de physique du globe de Paris. On ne peut pas faire de science sans tenir compte de ces interdépendances. »

Exemple de cette imbrication de différents niveaux : les systèmes de sources hydrothermales des dorsales océaniques. Pour Mathilde Cannat, ceux-ci revêtent une importance particulière : « 

C’est là que l’interaction entre le manteau et les enveloppes externes de la Terre est à son maximum. » La chercheuse est impliquée dans la conception et la maintenance de l’observatoire EMSO-Açores, situé sur un champ hydrothermal baptisé « Lucky Strike », sur la dorsale médio-atlantique. Cet observatoire, en place depuis plus de dix ans, vise à comprendre, entre autres, le fonctionnement de l’écosystème des sources. Les chercheurs s’intéressent à l’adaptation de la faune à ce milieu extrême, et au rôle des micro-organismes.

L’idée que le fond de l’océan est une vaste étendue monotone où la vie n’y prend que les formes les plus modestes n’a plus cours. Dans ces profondeurs dépourvues de vie végétale, la variété des écosystèmes n’en est pas moins saisissante. « Tous les phylums du monde animal sont représentés dans le fond de la mer », rappelle Sarah Samadi. Certains de ces écosystèmes ont captivé l’imagination des chercheurs, comme ceux des célèbres fumeurs noirs des dorsales océaniques où se concentrent vers tubulaires géants, palourdes et crabes blancs. Avant leur découverte dans les années 1970, personne n’aurait pensé qu’une activité aussi frénétique pouvait avoir lieu en l’absence de végétaux et de photosynthèse. C’était sans compter, bien entendu, sur ces bactéries chimiosynthétiques qui tirent leur énergie des sources hydrothermales.

Mais les écosystèmes des dorsales ne sont pas les seuls qui méritent l’attention des scientifiques. Par exemple, les monts sous-marins, ces montagnes ou volcans qui s’élèvent du plancher océanique, constituent des havres de biodiversité. En effet, ces reliefs fournissent des supports variés à de nombreuses espèces fixes, coraux, éponges, vers tubulaires, qui à leur tour attirent des animaux pélagiques. Dans les profondeurs, là où une hétérogénéité rompt le paysage, le nombre d’espèces se multiplie.

Il y a moins de vingt sites dans le monde situés au-delà des 500 mètres de profondeur qui sont revisités fréquemment.

Une épave, par exemple, peut devenir le support d’un récif corallien d’eau profonde. Une carcasse de baleine attirera une foule d’espèces. Dans les plaines abyssales, un simple nodule polymétallique posé sur le fond peut fonder une petite oasis de vie. En effet, il offre un point d’appui aux animaux sessiles (qui vivent fixés à un substrat,), éponges, vers tubulaires, anémones, et constitue un abri sous lequel les animaux du fond peuvent se cacher. Aussi fascinants soient-ils, ces environnements restent très difficiles à étudier. Les chercheurs voudraient les observer longuement, et suivre leur évolution sous l’effet du changement climatique ou suite à une perturbation, mais les difficultés d’accès rendent l’entreprise peu aisée. « 

Il y a moins de vingt sites dans le monde situés au-delà des 500 mètres de profondeur qui sont revisités fréquemment », explique Nadine Le Bris, professeure en écologie marine à Sorbonne Université, qui étudie depuis douze ans, au Laboratoire d’écogéochimie des environnements benthiques.

Dégâts à large échelle

L’impact environnemental d’une éventuelle opération minière pourrait se faire sentir sur de grandes échelles. Prenons par exemple l’extraction des nodules. Celle-ci remue de grandes quantités de sédiments qui forment des panaches pouvant voyager sur des centaines de kilomètres et à travers toute la colonne d’eau. « Ces panaches peuvent affecter les espèces suspensivores comme les coraux et les éponges. Ils pourraient aussi encrasser les organes respiratoires des poissons. La turbidité pourrait aussi mettre en péril les larves qui sont en suspension dans l’eau », prévient Nadine Le Bris. L’exploitation des amas sulfurés pourrait rejeter des contaminants dans l’eau. En effet, ces dépôts contiennent des métaux toxiques tels que le plomb, le cadmium ou le mercure.

« On a tendance à considérer l’océan comme un immense espace où tout se dilue et où rien n’a de conséquences. Ce n’est pas vrai. Les masses d’eau océaniques ne se mélangent pas si facilement et les courants marins peuvent transporter la pollution sur de longues distances », explique l’enseignante-chercheuse. Une autre source d’inquiétude majeure concerne le stockage du carbone de l’océan, sachant que celui-ci absorbe un tiers de nos émissions de CO2. Dans les couches superficielles de l’océan, le phytoplancton prélève une partie du carbone dissous dans l’eau pour se développer. Au fil des chaînes alimentaires, une partie de cette matière organique finit par tomber au fond de l’océan où elle est stockée durant des millénaires.

Les mécanismes de cet échange de carbone entre différents niveaux de l’océan ne sont pas encore bien élucidés. Néanmoins, il ne s’agit pas d’un phénomène passif : animaux et micro-organismes, chacun y joue son rôle. Or, pour Nadine Le Bris, « l’exploitation minière, en perturbant ces communautés, pourrait affecter les flux de carbone ». De la même manière, le labourage de grandes étendues du fond marin pourrait libérer dans l’eau de grandes quantités de carbone pris dans les sédiments.

Pour quantifier ces processus, les chercheurs manquent cruellement de données. Comme l’explique Sarah Samadi, pour vraiment mesurer les impacts environnementaux, « il nous faut une vision beaucoup plus globale et comprendre comment s’imbriquent les différents niveaux et les différents écosystèmes ». Voilà pourquoi, invoquant le principe de précaution, plus de 700 experts en sciences de la mer ont signé une déclaration appelant à un moratoire sur l’exploitation minière en eau profondes. Et sur ce terrain, ils ne sont pas seuls

Polémiques à l’échelle mondiale

L’Autorité internationale des fonds marins (AIFM), l’organisation chargée d’encadrer l’exploitation minière des grands fonds et qui se réunit de 10 au 28 Juillet 2023 à la Jamaïque, pourrait autoriser l’exploitation minière dès cette année. Est-ce à dire que les compagnies minières vont s’engouffrer immédiatement dans la brèche ?

Pour Sophie Gambardella, chercheuse au laboratoire Droits international, comparé et européen5, juriste et spécialiste des régulations portant sur la mer, il reste encore trop de questions ouvertes pour croire à un début imminent de l’exploitation minière. Par exemple, celle de la répartition des bénéfices de ces opérations. Les fonds marins sont un patrimoine de l’humanité et tout ce que l’on en tire doit être partagé équitablement entre les nations. « Les pays développés pensent qu’un transfert de technologies et de capacités vers les pays du Sud est le bon modèle. Les pays du Sud, eux, voudraient plutôt combiner une répartition monétaire et non-monétaire. »

Autre point de tension : les règles qui encadrent l’exploitation. L’AIFM a construit des instruments visant à limiter les risques, d’abord de l’exploration, et ensuite de l’exploitation des grands fonds. Mais voilà, « ces instruments soulèvent des questions. En principe, c’est à l’exploitant de faire remonter à l’AIFM les données relatives aux impacts environnementaux de l’activité. Mais en pratique, force est de constater que la transparence des compagnies n’est pas toujours totale », explique Sophie Gambardella.  

Dans les instances internationales, le débat reste très vif. Les nations du Pacifique, là où se trouvent les concessions minières les plus convoitées, sont divisées. « Certains pays sont contre, comme Fidji ou Palau, qui promeut sa biodiversité et son tourisme vert. D’autres sont pour, comme les îles Cook qui veulent commencer l’exploitation dans leur zone économique exclusive. Entre les deux, il y a Tonga qui pense développer l’activité tout en respectant des zones protégées, ou encore Nauru, qui vise les eaux internationales », explique Pierre-Yves Le Meur. Quant aux territoires français du Pacifique, la Nouvelle Calédonie, la Polynésie et Wallis et Futuna, ils se sont positionnés clairement en opposition à l’activité minière. Ce que le président Emmanuel Macron a fait à son tour, au nom de la France, en novembre dernier lors de la CO27 à Sharm el-Sheikh. Une douzaine d’États se sont déjà exprimés en faveur d’un moratoire sur l’exploitation des grands fonds marins avec le soutien de nombreuses ONG et de multinationales telles que Google ou Renault.

Nul ne doute que les prochaines réunions de l’AIFM seront chahutées. Difficile de faire des prédictions vu le contexte, mais il se pourrait que les chercheurs n’aient pas à croiser, lors de leurs prochaines missions océanographiques, de grands vaisseaux miniers. 

14/07/2024 Quelles formes de vie aquatique existeraient dans les planètes-océans?




Le télescope spatial James-Webb a une nouvelle fois permis une découverte inattendue, celle de la première exoplanète océan, située à environ 48 années-lumière de notre système solaire.
 
Les planètes océans sont totalement absentes dans le système solaire. Ce sont des astres qui seraient intégralement recouverts d’un océan d’eau ou éventuellement d’autres composés liquides. Jusque-là hypothétiques, elles peuvent désormais être découvertes grâce au le télescope spatial James-Webb (Jwst) Ainsi celui-ci vient d’apporter les premières preuves tangibles du fait que l’exoplanète LHS1140b serait une planète océan.

Cette exoplanète avait déjà été observée par de nombreux observatoires au sol et dans l’espace, au point qu’elle ne nous était pas tout à fait méconnue. On savait déjà que LHS1140b est située à 48 années-lumière de nous, que sa masse est de près de six fois celle de la Terre et que son rayon est 1,7 fois plus grand. Sa densité laissait déjà supposer que la planète puisse être recouverte d’eau, à hauteur de 9 à 19 % de sa masse.

Le Jwst a observé LHS1140b avec son instrument NIRISS. Et les résultats montrent que l’exoplanète a perdu son enveloppe d’hydrogène et d’hélium, résultats qui ont pu être confirmés indépendamment par l’analyse de l’exoplanète avec un autre instrument du Jwst, NIRSpec, observateur à des longueurs d’onde différentes. La densité particulière de LHS1140b semble donc permettre de supposer l’existence d’une immense quantité d’eau, qui devrait en partie se trouver sous forme liquide, faisant de cette exoplanète le premier monde océan découvert. Ceci n’exclue pas la présence éventuelle d’iles de petite taille, inobservables avec les techniques d’aujourd’hui.

Que de l’eau H20 existe dans le nombre incommensurable de planètes se trouvant dans l’univers observable ne devrait pas surprendre. Mais qu’elle s’y trouve sous forme liquide et non de glace ou de vapeur l’est davantage. Cela suppose que la planète en question dispose d’une source de chaleur interne susceptible de maintenir cette eau entre zéro et cent degrés centigrades.

Dans ces conditions, du fait que l’eau liquide est considérée comme un milieu favorable ayant permis l’apparition de la vie sur la Terre, rien n’interdit de supposer que cet océan soit peuplé d’innombrables formes de vie, simples ou complexes.

La loi darwinienne de l’évolution vers de plus en plus de complexification y jouerait alors. Pourquoi ne pas supposer que cet océan abriterait des populations aquatiques formant des sociétés intelligentes analogues aux nôtres, ayant développé des outils hydrauliques leur permettant d’observer la Terre.

https://www.sciencesetavenir.fr/espace/univers/de-l-eau-liquide-sur-l-exoplanete-lhs1140b-la-planete-la-plus-prometteuse-au-dela-du-systeme-solaire_179529

14/07/2024 Fusion Nucléaire. Avancées spectaculaires

Ces avancées sont dues au CEA français en partenariat avec le Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) américain.

Afin de produire de l’énergie, les critères clés sont la température de chauffe des atomes et la densité du plasma qu’ils forment sous l’effet de la chauffe. Or, ces deux points ont connu des expériences favorables.

Durant six minutes, le réacteur expérimental de fusion dit WEST  (tungsten (W) Environment in Steady-state Tokamak), opéré par le CEA avec la collaboration du PPPL Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL)   a entretenu un plasma contenant des atomes d’hydrogène (les isotopes deutérium et tritium) afin de former des atomes d’hélium afin de récupérer l’énergie de cette réaction. Il s’agit d’une durée record pour une chauffe à 50 millions de degrés

Par ailleurs et surtout, le réacteur de type tokamak a mieux géré les 1,15 gigajoules d’énergie injectée. La structure a ainsi généré 15 % d’énergie supplémentaire grâce à un plasma deux fois plus dense qu’au cours des précédents essais.

Or c’est bien la combinaison d’une température élevée et d’une forte densité qui garantit la création d’une source d’énergie fiable et durable.

13/07/2024 Améliorer la recharge des batteries quantiques en ne respectant pas le principe de causalité

En physique classique, le principe de causalité affirme que si un phénomène (nommé cause) produit un autre phénomène (nommé effet), alors la cause précède l’effet.; C’est ce que l’on nomme le principe de causalité.

Les batteries d’accumulateurs dites quantiques qui exploitent les phénomènes quantiques pour acquérir, stocker et distribuer de l’énergie visent à surpasser les capacités et l’utilité des batteries chimiques conventionnelles. Pour cela, elles ne respecteront plus le principe de causalité. Leurs concepteurs feront appel à ce que l’on nomme l’« ordre causal indéfini » ou ICO

Rappelons que le concept de batterie quantique fut proposé au début des années 1990 par une équipe de chercheurs de l’université de Californie, Berkeley. Ils ont montré qu’il était possible de stocker de l’énergie à partir de l état quantique des atomes et des molécules. Cependant ce ne fut pas avant les années 2000 que la première batterie quantique fut réalisée.

Des chercheurs japonais, dont ceux cité dans l’article référencé ci-dessous de l’Université de Tokyo, ont profité de ce processus quantique peu intuitif qui ignore la notion conventionnelle de causalité pour améliorer les performances des batteries quantiques qu’ils étudient. Cette démarche vise à rapprocher un peu plus cette future technologie de la réalité industrielle.

Référence

Charging Quantum Batteries via Indefinite Causal Order: Theory and Experiment

Gaoyan Zhu, Yuanbo Chen, Yoshihiko Hasegawa, and Peng Xue

Phys. Rev. Lett. 131, 240401 – Published 13 December 2023

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.240401

Abstract

In the standard quantum theory, the causal order of occurrence between events is prescribed, and must be definite. This has been maintained in all conventional scenarios of operation for quantum batteries. In this study we take a step further to allow the charging of quantum batteries in an indefinite causal order (ICO). We propose a nonunitary dynamics-based charging protocol and experimentally investigate this using a photonic quantum switch. Our results demonstrate that both the amount of energy charged and the thermal efficiency can be boosted simultaneously. Moreover, we reveal a counterintuitive effect that a relatively less powerful charger guarantees a charged battery with more energy at a higher efficiency. Through investigation of different charger configurations, we find that ICO protocol can outperform the conventional protocols and gives rise to the anomalous inverse interaction effect. Our findings highlight a fundamental difference between the novelties arising from ICO and other coherently controlled processes, providing new insights into ICO and its potential applications.

Jean-Paul Baquiast

13/07/2024 Apparition de la vie sur la Terre

Une nouvelle étude publiée dans Nature Geoscience (liens ci-dessous) révèle que des terres émergées et de l’eau douce existaient sur la Terre bien plus tôt qu’on ne le pensait, créant des conditions favorables à l’apparition des premiers organismes vivants.

L’étude montre que des cristaux de zircon, remontant à plus de 4 milliards d’années, contiennent des traces d’eau douce. Ces cristaux, découverts dans les Jack Hills en Australie fournissent des indices précieux sur l’environnement primitif de la Terre.

Les scientifiques auteurs de l’étude ont étudié plus d’un millier de cristaux de zircon, certains présentant une signature isotopique légère en oxygène, typique de l’interaction avec l’eau douce. Cela implique que des étendues de terre émergées existaient suffisamment tôt pour permettre la formation d’eau douce, essentielle à l’apparition des molécules précurseurs de la vie.

Les zircons, résistants aux altérations chimiques, ont conservé ces signatures sur des milliards d’années, fournissant une fenêtre précieuse sur les conditions de la Terre à une époque où les roches originales ont été depuis longtemps détruites ou modifiées.

Cette découverte pousse les scientifiques à reconsidérer l’échelle temporelle de l’émergence de la vie sur Terre. Si des conditions favorables existaient déjà il y a 4 milliards d’années, il est plausible que la vie ait pu commencer beaucoup plus tôt que les traces les plus anciennes actuellement identifiées.

Ainsi, la Terre primitive, loin d’être un océan stérile sous un ciel toxique, possédait déjà les éléments fondamentaux pour abriter la vie. Cette révélation incite à explorer plus profondément nos origines et celles des environnements extraterrestres potentiellement habitables.

Source

Article
Published: 03 June 2024
https://www.nature.com/articles/s41561-024-01450-0

Onset of the Earth’s hydrological cycle four billion years ago or earlier

Widespread interaction between meteoric (fresh) water and emerged continental crust on the early Earth may have been key to the emergence of life, although when the hydrological cycle first started is poorly constrained. Here we use the oxygen isotopic composition of dated zircon crystals from the Jack Hills, Western Australia, to determine when the hydrological cycle commenced. The analysed zircon grains reveal two periods of magmatism at 4.0–3.9 and 3.5–3.4 billion years ago characterized by oxygen isotopic compositions below mantle values (that is,18O/16O ratios <5.3 ± 0.6‰ relative to Vienna Standard Mean Ocean Water (2 s.d)). The most negative 18O/16O ratios at around 4.0 and 3.4 billion years ago are as low as 2.0‰ and –0.1‰, respectively. Using Monte Carlo simulations, we demonstrate that such isotopically light values in zircon require the interaction of shallow crustal magmatic systems with meteoric water, which must have commenced at or before 4.0 billion years ago, contemporaneous with the oldest surviving remnant of Earth’s continental crust. The emergence of continental crust, the presence of fresh water and the start of the hydrological cycle probably facilitated the development of the environmental niches required for life fewer than 600 million years after Earth’s formation.

11/07/2024 Du vin funéraire âgé de 2000 ans et encore buvable



Des archéologues de l’université de Cordoue (Espagne), rapportent avoir découvert dans une tombe espagnole datant du 1er siècle et appartenant à une riche famille vivant à Carmone près de Séville (Espagne) six urnes funéraires conservées dans des niches et faites de limestone, un carbonate de calcium. Trois de celles-ci contenaient les cendres de femme obtenues après crémation, les trois autres des cendres d’homme. Elles comportaient les noms des décédés, Hispanae et Senicio.

L’une de ces urnes contenait des restes de squelette d’un homme de 45 ans, un anneau d’or représentant le Dieu Janus et environ 5 litres de liquide. L’analyse de celui-ci par chromatographie de masse couplée avec la spectrométrie a révélé qu’il s’agissait de vin. De plus il s’agissait de vin blanc, quelque peu dégradé par l’ âge. Il était manifestement destiné à accompagné le défunt dans son dernier voyage. Son profil était voisin de celui du sherry d’aujourd’hui, une sorte de vin blanc sec produit en Andalousie, autour de Jerez de la Frontera, très apprécié à l’exportation.

Source
Journal of Archaeological Science: Reports
Volume 57, September 2024, 104636

New archaeochemical insights into Roman wine from Baetica

https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2024.104636

Abstract

Although ancient wines adsorbed on vessel walls or their remains can be identified with the help of specific biomarkers, no analysis of such wines in the liquid state appears to have been reported to date. Therefore, the 2019 finding in a Roman mausoleum in Carmona, southern Spain, of an ash urn roughly 2000 years old, containing a reddish liquid, was rather exceptional and unexpected. An archaeochemical study of the liquid allowed it to be deemed the oldest ancient wine conserved in the liquid state. The study used inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) to determine the chemical elements in the mineral salts of the wine, and high-performance liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC-MS) to identify the polyphenols it contained. The mineral salt profile and, especially, the detection and quantification of some typical polyphenols, allowed the liquid to be identified as white wine.

12/07/2024 « Horizon » la revue de la science et de l’innovation de la Commission européenne

Cette revue scientifique, encore peu connue au regard des grandes revues internationales telle que Nature ou Scientific American, mérite une lecture régulière.

https://projects.research-and-innovation.ec.europa.eu/en/horizon-magazine

On y trouve des articles présentant des sujets de fond et des éléments d’actualité faisant l’objet de recherche et de publication dans le monde scientifique, tant européen qu’international.

Sa publication s’inscrit dans le Programme européen Horizon https://projects.research-and-innovation.ec.europa.eu/en/horizon-magazine

Ainsi, dans le numéro daté du ….. les sujets suivants sont abordés

Pioneering care for preemies – from artificial placentas to brain-healing stem cells

Satellite oversight: ensuring Europe’s renewable energy security from above

Free movement of research and innovation will be central to renewing Europe’s Single Market

11/07/2024 La peste au néolithique européen.

En déferlant sur l’Europe au Moyen Âge, la Peste noire fut à l’origine de la pandémie la plus meurtrière de l’histoire de l’humanité, éradiquant près d’un tiers de sa population. Transmise à l’homme par les piqûres de puces porteuses de la bactérie Yersinia pestis et véhiculées notamment par les rats, cette maladie aurait trouvé son origine dans la région du massif de Tian Shan, aux confins du Kirghizstan, de la Chine et du Kazakhstan.

    Toutefois une étude référencée ci-dessous publiée dans la revue Nature suggère que cette bactérie, apparue il y a plusieurs milliers d’années, pourrait avoir, bien avant cela, provoqué une autre épidémie et précipité le « déclin du Néolithique » face aux tribus guerrières venues d’Asie.

    Source
    https://www.nature.com/articles/s41586-024-07651-2
    Repeated plague infections across six generations of Neolithic Farmers

    • Frederik Seershol and others  Nature (2024)
    • Abstract
    • In the period between 5,300 and 4,900 calibrated years before present (cal. BP), populations across large parts of Europe underwent a period of demographic decline1,2. However, the cause of this so-called Neolithic decline is still debated. Some argue for an agricultural crisis resulting in the decline3, others for the spread of an early form of plague4. Here we use population-scale ancient genomics to infer ancestry, social structure and pathogen infection in 108 Scandinavian Neolithic individuals from eight megalithic graves and a stone cist. We find that the Neolithic plague was widespread, detected in at least 17% of the sampled population and across large geographical distances. We demonstrate that the disease spread within the Neolithic community in three distinct infection events within a period of around 120 years. Variant graph-based pan-genomics shows that the Neolithic plague genomes retained ancestral genomic variation present in Yersinia pseudotuberculosis, including virulence factors associated with disease outcomes. In addition, we reconstruct four multigeneration pedigrees, the largest of which consists of 38 individuals spanning six generations, showing a patrilineal social organization. Lastly, we document direct genomic evidence for Neolithic female exogamy in a woman buried in a different megalithic tomb than her brothers. Taken together, our findings provide a detailed reconstruction of plague spread within a large patrilineal kinship group and identify multiple plague infections in a population dated to the beginning of the Neolithic decline.