Europe Solidaire

https://www.newscientist.com/article/2434744-what-is-a-heat-dome-and-are-they-getting-worse-with-climate-change/

La plus grande partie de l’ouest américain enregistre depuis le début mai une température atteignant 100 degrés C .Ceci est du à l’installation d’un dôme de chaleur sur le sud-ouest des Etats-Unis.

Selon un des responsables du National Weather Service ce phénomène entrainera des températures de 20 ou 30 degrés C plus chaudes que la normale en cette saison. Phoenix et Las Vegas ont atteint 112 en début de semaine et la chaleur devrait persister, y compris la nuit où elle atteindra 80 degrés.

Les autorités rappellent qu’en juillet 1995, une vague de chaleur non prévue avait causé la mort de plus de 1000 personnes dans la région de Chicago. Les citoyens noirs ont constitué plus de 50 % des victimes. Beaucoup de personnes âgées sont mortes à leur domicile, n’ayant pas les moyens de se protéger.

Pour l’avenir, il apparaît urgent de renforcer les mesures de protection, mais aussi d’améliorer les techniques de prévision.

Note

Formule pour convertir les degrés Celsius et Fahrenheit

Convertir les Celsius en Fahrenheit en appliquant la formule suivante: Celsius * 9/5 + 32.

Pour convertir des Fahrenheit en Celsius il suffit de faire: (Fahrenheit – 32) * 5/9;

.

https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/croute-continentale-terres-emergees-auraient-deja-existe-il-y-4-milliards-annees-cela-change-tout-53899/

À quoi ressemblait la Terre il y a 4 milliards d’années ? Voilà une question à laquelle il est difficile de répondre. Si l’on sait qu’après sa formation, il y a 4,6 milliards d’années, la Terre était occupée par un océan de magma, de récentes études révèlent que la surface aurait très rapidement refroidi, débouchant sur une cristallisation complète en quelques millions d’années seulement. Des océans d’eau liquide se seraient alors formés, submergeant cette proto-croûte dont la nature était certainement bien différente des croûtes continentales ou océaniques qui forment l’actuelle écorce terrestre.

Mais d’où venait cette eau

Cette histoire ancienne est relatée par l’analyse de quelques minéraux que l’on nomme zircon. Leur résistance à l’altération fait que certains de ces minuscules grains formés à l’aube de l’histoire terrestre ont pu parvenir jusqu’à nous. Or, leur composition chimique est révélatrice de l’environnement dans lequel ils se sont formés.

On sait ainsi qu’une première croûte continentale aurait commencé à se former il y a environ 4 milliards d’années, à partir de la fusion de cette proto-croûte. Les premiers continents seraient ainsi nés très tôt dans l’histoire de la Terre. Pourtant, ils seraient encore longtemps restés cachés sous les eaux. En 2021, une étude suggérait que les premières roches continentales seraient arrivées à l’émersion il y a 3,3 milliards d’années (voir l’article plus bas). Jusqu’à cette date, la Terre aurait donc ressemblé à un monde-océan, totalement bleu.

Une hypothèse qui vient d’être remise en question par une nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Geoscience. Grâce à l’analyse de zircons retrouvés dans la formation de Jack Hills en Australie, une équipe de chercheurs a en effet mis en évidence que des terres émergées existaient déjà il y a 4 milliards d’années.

Les scientifiques ont en effet observé la nature des isotopes d’oxygène piégés dans les cristaux au moment de leur formation. Avec surprise ils se sont rendu compte que ces minéraux possédaient une composition isotopique extrêmement légère. Or, la présence d’isotopes d’oxygène légers est typique d’une mise en contact entre le magma (à partir duquel vont cristalliser les zircons) et de l’eau douce infiltrée profondément dans la croûte. Impossible, cependant, d’avoir de l’eau douce dans le contexte d’un monde-océan. L’existence de ces zircons indique donc qu’il y a 4 milliards d’années existaient déjà des portions de croûte émergées, battues par la pluie.

Cette découverte est importante et renforce la théorie d’une Terre primitive froide permettant le développement rapide d’une hydrosphère et d’océans. Et donc, d’un développement précoce de la vie, potentiellement à peine 600 millions d’années après sa formation. La présence d’un cycle de l’eau et notamment de réservoirs d’eau douce présente d’ailleurs un intérêt particulier dans ce contexte des origines du vivant.

Il est certain que les premières cellules vivantes sont apparues plus tôt. Mais quand exactement, et dans quel milieu ? Si les plus anciennes traces de vie retrouvées datent de 3,5 milliards d’année, l‘hypothèse d’une émergence du vivant au niveau de sources hydrothermales au fond de l’océan est souvent mise en avant, il existe également d’autres théories. L’une d’elles est que la vie aurait pu émerger dans de petites poches d’eau douce peu profondes présentes sur des terres émergées. Ces nouveaux résultats viendraient donc supporter cette dernière hypothèse. À noter cependant que ces deux théories ne sont pas exclusives l’une de l’autre.

Référence

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

https://www.nature.com/articles/s41561-024-01450-0

1. nature geoscience  

• Published: 03 June 2024

Hamed Gamaleldien, and others

• Abstract

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.

A cette époque des peuples marins expérimentés construisaient des pirogues longues qui leur servirent vraisemblablement à transporter des hommes, des animaux et des biens en Méditerranée.

Des scientifiques ont récemment identifié cinq embarcations capables de tenir le large, reconnaissables à des bordées renforcées et des dispositifs permettant le remorquage et l’amarrage. Ils étaient à l’abri dans un lac d’eau douce nommé La Marmotta situé à 38 kilomètres de la Côte et communiquant avec la mer par un canal

En addition ils trouvèrent d’autres coques en construction provenant d’arbres creusés par le feu et des outils de pierre. La datation au carbone les situe au 6e millénaire avan JC. Les coques ont plus de 1Om de long, ce qui les rend utilisables en mer. Les troncs provenaient d’alders et de pins.

Source Niccolò Mazzucco de l’Université de Pise, Italie.

Des scientifiques de l’Académie Chinoise des Sciences ont récemment utilisé l’intrication entre particules pour alimenter un moteur. C’est la première fois qu’un moteur exploitant l’intrication comme carburant aurait été testé avec succès. Ce moteur est dit pour cette raison moteur quantique . Il utilise une des propriétés les plus difficiles à comprendre de la physique quantique : l’intrication.

L’intrication quantique est un phénomène où deux particules deviennent si intimement liées que l’état de l’une influe instantanément sur l’état de l’autre, peu importe la distance qui les sépare. C’est comme si deux personnes, peu importe où elles se trouvent dans le monde, pouvaient communiquer instantanément sans téléphone ni internet.

Les scientifiques de l’Académie Chinoise des Sciences ont utilisé ce lien unique entre particules pour alimenter un moteur. C’est la première fois qu’un moteur exploitant l’intrication comme “carburant” est testé avec succès. Cela pourrait être une grande avancée, car ce type de moteur utilise des principes totalement différents de ceux des moteurs classiques.

https://media24.fr/2024/06/03/ce-moteur-quantique-ne-marche-ni-a-lessence-ni-a-lhydrogene-un-jour-nouveau-se-leve-pour-lhumanite/

Malgré ces avancées prometteuses, plusieurs défis subsistent :

Stabilité de l’intrication : Maintenir un état d’intrication stable sur de longues durées.

Scalabilité : Adapter la technologie pour des applications industrielles.

Coût de production : Réduire les coûts pour rendre la technologie accessible.

Les moteurs conventionnels brûlent des combustibles fossiles ou utilisent de l’électricité pour produire du mouvement. En revanche, un moteur quantique utilise des lasers pour manipuler et modifier les états des particules au niveau quantique, générant ainsi de l’énergie cinétique. Ce procédé pourrait surpasser les méthodes actuelles en termes d’efficacité, allant au-delà des limites traditionnelles de la thermodynamique, ce qui était considéré comme impossible jusqu’à maintenant.

L’expérience a utilisé des ions de calcium fortement refroidis, piégés dans un dispositif appelé piège à ions. Les chercheurs ont converti l’énergie d’un laser en mouvement vibratoire de ces ions. Grâce à l’intrication, ces ions passent d’un état initial à un état intriqué, optimisant ainsi la conversion de l’énergie laser en énergie mécanique.

Après plus de 10 000 tests, les scientifiques ont constaté que plus les ions sont intriqués, meilleure est l’efficacité mécanique du moteur. Cela démontre que l’intrication peut effectivement servir de carburant. Les données recueillies ont fourni des informations précieuses sur l’efficacité et les performances du moteur.

Les implications de cette recherche sont considérables . Les moteurs quantiques pourraient un jour alimenter des ordinateurs quantiques très gourmands en énergie ou révolutionner la façon dont nous utilisons l’énergie à petite échelle, y compris semble-t-il pour la propulsion des véhicules. La prochaine étape consistera à diversifier les matériaux utilisés et d’améliorer la qualité de l’intrication pour augmenter encore la puissance de sortie.

L’Univers est empli de plusieurs objets mystérieux parmi lesquels on compte notamment les trous noirs, les galaxies, les exoplanètes, mais aussi des étoiles de toutes tailles et de tous genre dont un type d’étoile qui intrigue le plus les scientifiques par ses caractéristiques : l’étoile à neutrons.

Le concept d’étoile à neutrons a été proposé en 1933 par Fritz Zwicky et Wilhelm Baade, avec la première observation confirmée en 1968 grâce à Jocelyn Bell.  Les étoiles à neutrons sont des étoiles ayant épuisé leurs réserves d’Hydrogène, de taille entre 8 et 40 masses solaires, qui explosent en supernovæ pour former un cœur hyper-dense Elles se divisent en cinq zones : atmosphère, croûtes interne et externe, cœurs interne et externe, avec des densités variant jusqu’à plus de 10^15 g/cm^3.

Le cœur est uniquement composé de neutrons et ne dépasse pas la taille d’une grande ville, soit environ 10 kilomètres de rayon.

La masse typique d’une étoile à neutrons est de l’ordre de 1,4 masses solaires. Ce qui avoisine la masse du soleil, mais contenue dans une zone avec un rayon près de 100 000 fois plus petit que celui-ci. Il résulte une énergie gravitationnelle considérable

Leur densité varie de seulement quelques g/cm3 en surface (faible pression) à plus de 1015 g/cm3 au centre  (pression écrasante).

Leur atmosphère se compose d’une fine couche de plasma (entre quelques millimètres et une dizaine de centimètres) d’où sont émis les rayonnements aussi bien en radio qu’en infrarouge, en optique, en ultraviolet, en rayons X ou même en rayons gamma.

Après l’atmosphère vient la croûte externe, épaisse de quelques centaines de mètres, suivie de la croûte interne, qui fait près de 1 kilomètre. Enfin, les parties qui forment le cœur de l’astre s’étendent sur plusieurs kilomètres chacune.

Celle-ci serait un type de matière qui n’interagit que dans le cadre de l’interaction gravitationnelle. Elle n’interagirait pas par le biais de la force électromagnétique, par exemple, de sorte qu’il serait impossible de l’observer par le biais de la lumière, qui dépend de ces interactions électromagnétiques.

Elle n’est observée qu’indirectement. Les observations se limitent aux effets de la matière noire sur l’environnement qui l’entoure, comme les étoiles ou des galaxies. L’une des propriétés acceptées par la science sont en effet que les composants de la matière noire ne seraient pas collisionnels. C’est-à-dire qu’ils ne résultent pas de collisions avec la matière qui l’entoure. On parle de matière noire froide (MCD),  

Un article a été publié par un chercheur espagnol qui soutient qu’il a observé un échange d’énergie par collisions après des observations d’amas de galaxies. Cet argument plaide en faveur d’un modèle appelé matière noire auto-interagissante (SIDM)

.https://fr.wikipedia.org/wiki/Mati%C3%A8re_noire_auto-interactive

La majeure partie de la matière de l’Univers se présente sous la forme de matière noire. Il s’agit d’un type de matière que nous ne pouvons pas observer par le biais du rayonnement électromagnétique, c’est-à-dire la lumière. 

La matière que nous pouvons observer est appelée matière visible ou matière baryonique et se compose de tout ce que nous connaissons et voyons dans l’Univers.

On estime que 85 % de la matière de l’univers se présente sous la forme de matière noire, tandis que seulement 15 % se présente sous la forme de matière visible.

Le concept de matière noire a gagné en puissance après l’observation de la dynamique des étoiles dans les galaxies qui suivait une courbe de vitesse différente de celle attendue par la théorie. Cette découverte a été faite par l’astronome Vera Rubin. Pour expliquer les observations de Rubin, la matière noire a été proposée comme un halo de matière qui englobe la galaxie et interagit gravitationnellement avec les étoiles.

Au fil du temps, des observations plus indirectes des effets de la matière noire ont été faites dans les galaxies et les amas de galaxies. Les amas de galaxies peuvent contenir jusqu’à des milliers de galaxies en interaction gravitationnelle. En observant la dynamique de ces galaxies et en la comparant aux vitesses proposées dans la théorie, l’existence d’une composante de matière noire s’est avérée nécessaire.

Sur la base des observations de ces interactions, un modèle de matière noire s’est renforcé, appelé matière noire froide ou MCD. Selon ce modèle, il n’y a pas d’échange d’énergie entre les composants de la matière noire par le biais de collisions. L’une de ces observations porte l’amas dit de Bala, qui aurait récemment subi une interaction. Cependant, en analysant les données d’observation, les astronomes affirment qu’il n’y a pas eu de collision entre les halos de matière noire de chaque galaxie présente.

Le modèle SIDM

Bien que le modèle CDM soit actuellement le plus largement accepté parce qu’il explique de nombreuses observations, certains astronomes plaident en faveur du modèle de la matière noire auto-interagissant ou SIDM. Dans ce modèle, les composants de la matière noire seraient collisionnels et il y aurait entre eux un échange d’énergie autre que la simple interaction gravitationnelle.

Lors d’une interaction entre galaxies, le modèle SIDM présenterait des propriétés différentes de celles attendues par le modèle CDM. L’une d’entre elles serait que, lors du calcul du point de densité maximale de matière noire, il montrerait une séparation qui s’expliquerait par la collision des particules de chaque halo de matière noire.

L’une de ces interactions se produirait dans l’amas connu sous le nom d’El Gordo, qui est l’un des amas les plus massifs jamais découverts. L’amas compte environ 1 quadrillion de masses solaires. Il est considéré comme un laboratoire pour l’observation des interactions entre galaxies et celle de la manière dont la matière noire affecte la dynamique des galaxies lors d’une éventuelle collision.

Deux sous-amas au sein d’El Gordo attirent l’attention. On y constate que les images de rayons X montrent un pic et deux parties allongées. De plus, le pic de rayons X est différent du pic maximal estimé de matière noire, ce qui indique une possible composante collisionnelle.

Pour tester le modèle SIDM, on peut faire appel à des simulations numériques de N corps. Ce type de simulation prend en compte les interactions gravitationnelles et collisionnelles entre différents composants ayant une masse. Il s’agit également de simulations hydrodynamiques qui décrivent le comportement de la dynamique des gaz présents avec des propriétés telles que la densité, la pression et la température.

Les résultats de ces tests montrent que la matière noire semble avoir une caractéristique collisionnelle dans ces observations. Cela constituerait une preuve en faveur du modèle SIDM. S’ils sont confirmé, il s’agirait de l’une des plus grandes avancées de ces dernières décennies dans la compréhension de la matière noire.

Référence

Valdarnini 2024

 An N-body/hydrodynamical simulation study of the merging cluster El Gordo: A compelling case for self-interacting dark matter? 

[Submitted on 19 Sep 2023 (v1), last revised 9 Feb 2024 (this version, v3)]

R. Valdarnini

We use a large set N-body/hydrodynamical simulations to study the physical properties of the merging cluster El Gordo. We find that the observed X-ray structures, along with other data, can be matched fairly well by simulations with collision velocities 2,000 kms <= V <= 2,500 kms and impact parameters 600 kpc <= P <= 800 kpc. The mass of the primary is constrained to be between 10^{15} M_sun and ~ 1.6 10^{15} M_sun, in accordance with recent lensing-based mass measurements. Moreover, a returning, post-apocenter, scenario is not supported by our head-on simulations. We considered merger models that incorporate dark matter self-interactions. The simulation results show that the observed spatial offsets between the different mass components are well reproduced in self-interacting dark matter models with an elastic cross-section in the range \sigma_DM/m_X ~ 4 -5 cm^2/gr. In addition, the mean relative line-of-sight radial velocity between the two brightest cluster galaxies is found to be on the order of several hundred km/s. We argue that these findings provide an unambiguous signature of a dark matter behavior that exhibits collisional properties in a very energetic high-redshift cluster collision. The range of allowed values we find for sigma_DM/m_X is, however, inconsistent with present upper limits. To resolve this tension we suggest the possibility that the self-interacting dark matter model used here be considered as only a low order approximation, and that the underlying physical processes that describe the interaction of dark matter in major cluster mergers are more complex than can be adequately represented by the commonly assumed approach based on the scattering of dark matter particles.

Comments:	35 pages, 18 figures, 7 Tables, final version, accepted for publication in A&A
	Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO)
Cite as:	arXiv:2309.10374 [astro-ph.CO]
	(or arXiv:2309.10374v3 [astro-ph.CO] for this version)
	https://doi.org/10.48550/arXiv.2309.10374

Essentielle à la vie telle qu’elle est connue sur Terre, l’eau circule entre les continents, les océans et les atmosphère dans un processus connu sous le nom de cycle de l’eau. On ne sait pas exactement quand celui-ci a débuté.

Recouverte d’eau à plus de 70 %, la Terre n’est pas pour autant l’astre qui en détient le plus. Proportionnellement à sa taille et à sa masse, elle en est même loin. Cérès, par exemple, dont l’exploration scientifique par la sonde Dawn vient de commencer, en contient de grandes quantités, au moins 25 % de sa masse selon les estimations. Il en est de même pour Europe, satellite de Jupiter. Plus petite que la Terre elle contient davantage d’eau. Par contre la Lune et Mars dans le système solaire, semblent en être à peu près dépourvues.

D’après une étude publiée dans la revue britannique Nature Geoscience, l’eau douce serait quant à elle apparue sur la Terre il y a environ quatre milliards d’années, soit 500 millions d’années plus tôt que ce que les scientifiques ne le pensaient jusqu’alors. De quoi remettre en cause l’hypothèse actuelle, selon laquelle la Terre était alors entièrement recouverte par un océan.

Mais d’où venait toute cette eau ? L’hydrogène et l’oxygène qui la composent furent créés voici plusieurs milliards d’années. Pour le premier, quelques instants après le Big Bang, il y a 13,8 milliards d’années, et pour le second, un peu plus tard. Le sujet est cependant encore en cours de débat et la date reste difficile à préciser.

La production de l’oxygène ayant débuté avec la première génération d’étoiles, plusieurs centaines de millions d’années — voire quelques milliards d’années — furent donc nécessaires pour que son abondance dans la galaxie soit significative et permette l’avènement de l’eau (sous forme de glace et de vapeur) au sein des nuages de gaz et de poussières dans lesquels se forment les étoiles (et autour d’elles, les planètes).

Une équipe de chercheurs estime aujourd’hui qu’un milliard d’années environ après le Big Bang, les conditions pouvaient déjà être favorables à l’apparition de l’eau. Les premières étoiles étaient vraisemblablement très massives et ne vivaient pas très longtemps. Aussi, l’oxygène qu’elles ont synthétisé et dispersé lors de leur explosion est venu enrichir plusieurs poches de gaz encore pauvre en éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium

Selon eux, puisqu’à cette période l’univers était plus dense et plus chaud qu’aujourd’hui, de l’eau sous sa forme gazeuse aurait pu se former à une température de 300 K, soit environ 26,6 °C. « Nous avons examiné la chimie au sein de jeunes nuages moléculaires qui contiennent 1.000 fois moins d’oxygène que notre Soleil explique Avi Loeb du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (et coauteur de cette étude publiée dans Astrophysical Journal Letters et disponible sur arXiv. À notre grande surprise, nous avons trouvé qu’il est possible d’obtenir autant de vapeur d’eau que l’on peut en observer (actuellement) dans notre propre Galaxie. »

En outre, en dépit des rayonnements ultraviolets des jeunes étoiles qui cassent massivement les molécules, une production soutenue a pu tout à fait contrebalancer, au fil de plusieurs centaines de millions d’années, la dégradation, affichant ainsi un équilibre comparable à celui qui est observé aujourd’hui dans l’univers.

Vous pouvez accumuler des quantités d’eau importantes à l’état gazeux; même sans un gros enrichissement en éléments lourds », souligne Samuel Bialy (université de Tel-Aviv) qui a dirigé l’équipe. Vitale pour nous, cette molécule que l’on côtoie chaque jour a presque un goût d’éternité.

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Précisions à la date du 06/06/2024

Une récente étude révolutionne notre compréhension des débuts de la Terre en dévoilant des preuves de la présence d’eau douce il y a 4 milliards d’années. Cette découverte repousse de 500 millions d’années la date estimée de l’apparition de l’eau douce, modifiant ainsi notre perception de l’évolution précoce de notre planète.

Les récentes recherches menées par des scientifiques de l’Université Curtin et de l’Université Khalifa ont bouleversé notre compréhension des premières étapes de l’histoire de la Terre. L’étude des cristaux de zircon, les plus anciens matériaux terrestres connus, a révélé des preuves de la présence d’eau douce il y a 4 milliards d’années, bien avant ce que l’on pensait.

Cette découverte, publiée dans la revue Nature Geoscience, remet en question les théories actuelles qui décrivaient une Terre primitive entièrement recouverte d’océans. En suggérant que des conditions favorables à l’émergence de la vie étaient réunies beaucoup plus tôt, ces résultats offrent une nouvelle perspective sur les premiers environnements habitables de notre planète et ouvrent la voie à des explorations scientifiques renouvelées pour comprendre les origines de la vie sur Terre.

Dans un article de The conversation, les auteurs de l’étude rappellent que deux éléments sont essentiels pour que la vie émerge sur une planète. À savoir : la terre ferme et l’eau douce. Bien que l’eau douce ne soit pas indispensable, elle n’existe qu’en présence de terres émergées. Ces conditions permettent aux molécules organiques, telles que les acides aminés et nucléiques, de se transformer en formes de vie bactériennes, amorçant le cycle évolutif.

Les traces de vie les plus anciennes sur Terre, découvertes dans des roches, remontent à 3,5 milliards d’années, avec des indices chimiques suggérant une origine remontant à 3,8 milliards d’années. Les scientifiques pensent que la vie pourrait être encore plus ancienne, mais les preuves concrètes font encore défaut.

C’est pourquoi les chercheurs ont effectué une analyse minutieuse de cristaux de zircon extraits des Jack Hills en Australie occidentale. Il s’agit de la seule région, connue actuellement, abritant les plus anciens matériaux terrestres. Mais pourquoi les cristaux ?

La Terre a un peu plus de 4,5 milliards d’années. Or les roches les plus anciennes découvertes par les scientifiques ont à peine plus de 4 milliards d’années. Afin d’appréhender l’histoire qui se cache dans les 500 premiers millions d’années, les cristaux sont essentiels. Ils proviennent de roches plus anciennes et ont fini par se déposer dans des roches plus jeunes. Et contrairement aux roches, les cristaux conservés les plus anciens remontent à 4,4 milliards d’années. Comprendre leur composition, notamment en oxygène, permettra de savoir si de l’eau existait lors de leur formation. S’il s’agit d’eau douce, nous saurons qu’il existait déjà à 4,4 milliards d’années des terres émergées. Les deux facteurs seront réunis pour que la vie entame son histoire.

C’est pourquoi les chercheurs ont effectué une analyse minutieuse de cristaux de zircon extraits des Jack Hills en Australie occidentale. Il s’agit de la seule région, connue actuellement, abritant les plus anciens matériaux terrestres. Mais pourquoi les cristaux ?

La Terre a un peu plus de 4,5 milliards d’années. Or les roches les plus anciennes découvertes par les scientifiques ont à peine plus de 4 milliards d’années. Afin d’appréhender l’histoire qui se cache dans les 500 premiers millions d’années, les cristaux sont essentiels. Ils proviennent de roches plus anciennes et ont fini par se déposer dans des roches plus jeunes. Et contrairement aux roches, les cristaux conservés les plus anciens remontent à 4,4 milliards d’années. Comprendre leur composition, notamment en oxygène, permettra de savoir si de l’eau existait lors de leur formation. S’il s’agit d’eau douce, nous saurons qu’il existait déjà à 4,4 milliards d’années des terres émergées. Les deux facteurs seront réunis pour que la vie entame son histoire.

Article

Published: 03 June 2024

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

• Hamed Gamaleldien, and others

Nature Geoscience 2024

Reference

Article

Published: 03 June 2024

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

• Hamed Gamaleldien, and others

Nature Geoscience (2024)

Abstract

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.

Un organisme monocellulaire découvert dans les sédiments maritimes côtiers de l’île de Hawaï peut se développer en structures multicellulaires spécialisées de la même façon que le fait l’embryon animal monocellulaire d’origine.  L’étude de ce mécanisme devrait aider à mieux comprendre comment au cours de l’évolution de la vie sur la Terre des organismes multicellulaires dotés de cellules différentes remplissant des fonctions complémentaires sont apparus à partir d’ancêtres unicellulaires.

Le choanoflagellé qui est monocellulaire produit au cours de son développement de petites colonies, mais celles-ci restent monocellulaires. Elles ne se spécialisent pas. De plus elles résultent de contranites environnementales et peuvent disparaitre comme elle sont venus.

Pour comprendre pourquoi, Omaya Dudin et une équipe de l’Institut de Technologie de Lausanne ont étudié le cas

des ichtyosporéins de perkins monocellulaires dont les ancêtres donnèrent naissance il y a un milliard d’années aux premiers pluricellulaires. Ils constatèrent que ceux-ci comportent dans une première époque de leur vie une phase multicellulaire qui apparaît et évolue en dehors de toute contrainte de l’environnement . Une première cellule apparaît de forme sphérique. Puis lorsqu ‘elle atteint une certaine taille, elle se divise sans grossir davantage et forme au moins deux cellules différentes. Le cycle peut se poursuivre.

Pour les chercheurs, ceci suggère l’hypothèse que les programmes génétiques commandant ces processus sont identiques dans les premières phases du développement, chez les ichtyosporéins de perkins et les embryons animaux.

La multicellularité pourrait donc être apparue plus tôt qu’on le croyait

Référence

A multicellular developmental program in a close animal relative

Authors

Marine Olivetta, Chandni Bhickta, Nicolas Chiaruttini, John A Burns, Omaya Dudin

Publication date
2024

Journal bioRxiv

Pages
2024.03. 25.586530

Publisher
Cold Spring Harbor Laboratory

All animals develop from a single-celled zygote into a complex multicellular organism through a series of precisely orchestrated processes. Despite the remarkable conservation of early embryogenesis across animals, the evolutionary origins of this process remain elusive. By combining time-resolved imaging and transcriptomic profiling, we show that single cells of the ichthyosporean Chromosphaera perkinsii – a close relative that diverged from animals approximately 1 billion years ago – undergo symmetry breaking and develop through cleavage divisions to produce a prolonged multicellular colony with distinct co-existing cell types. Our findings about the autonomous developmental program of C. perkinsii, hint that such animal-like multicellular development is either much older than previously thought or evolved convergently in ichthyosporeans.

Cf https://astronomes.com/big-bang/particule-virtuelle/

Les particules virtuelles ne sont pas des particules. De plus elles ne sont peut-être pas des composantes de l’univers, mais des abstractions mathématiques.

Pour la physique quantique, les particules en général ne sont pas des particules au sens matériel mais ce sont des excitations dans les champs quantiques (quantum fields) sous-jacents.

Les champs quantiques imprègnent tout l’univers, mais on ne peut pas les observer directement. Ainsi le boson de Higgs est une excitation dans le champ de Higgs sous-jacent. De même les électrons sont des excitations du champ électromagnétique. Ces excitations persistent avec le temps et interagissent en produisant éventuellement de nouvelles particules.

Rappelons que l’on distingue actuellement trois forces fondamentales, l’électromagnétisme, la force nucléaire forte et la force nucléaire faible.

Le concept de particule virtuelle a été inventée par le physicien Richard Feynman comme un concept mathématique destiné à représenter les interactions entre particules https://www.matierevolution.fr/spip.php?article5234

Mais les particules virtuelles existent-elles réellement ? Selon beaucoup de ceux qui se réfèrent à ce concept, elles ne persistent pas assez longtemps pour être observées directement. Ceci crée de la confusion car elles affecteraient les propriétés des autres particules d’une façon qui, elle, peut être mesurée.

Une erreur souvent faite consiste à penser que ces particules virtuelles émergent du vide un moment avant de disparaître à nouveau. En fait, rien n’est créé directement à partir de rien. Il y a toujours de l’énergie impliquée dans ce que l’on observe. Une meilleure façon de se représenter ce phénomène est de revenir à l’hypothèse que tout est fait de champs.

Pour sa part le physicien Arkas Ahmed propose d’éliminer le concept de particule virtuelle. Il a mis au point un concept mathématique dit amplituhedron. https://en.wikipedia.org/wiki/Amplituhedron qui selon lui permet de calculer les interactions entre particules sans faire appel aux particules virtuelles.

Le thorium est un métal gris découvert en 1828 par le chimiste suédois Berzelius. Pratiquement 100% du thorium naturel est constitué de l’isotope 232. Le thorium est trois à quatre fois plus abondant dans la couche terrestre que l’uranium. Sa teneur moyenne est de 9 à 12 grammes par tonne de sol, ce qui correspond à une radioactivité de quelques dizaines de becquerels par kilogramme. Il est extrait surtout de la monazite, minerai qui contient de 3% à 9% d’oxyde de thorium (thorine).

Les principaux gisements de monazite sont en Inde et au Brésil. On en trouve également dans des pays comme l’Australie, l’Indonésie, la Malaisie ou Madagascar. Mais le principal producteur mondial, depuis 1966, est l’Afrique du Sud. La quantité que l’on trouve aux États-Unis, par exemple, pourrait répondre aux besoins énergétiques de ce pays pendant un millier d’années, et ce sans l’enrichissement requis pour les combustibles à base d’uranium.

L’idée d’utiliser le thorium comme combustible nucléaire a été abandonnée dans le passé car, traditionnellement, l’énergie nucléaire était liée à la recherche et au développement du nucléaire militaire – et l’uranium comme le plutonium permettaient la fabrication de bombes atomiques. our la production d’énergie, le thorium pourrait toutefois présenter de réels avantages et plusieurs pays investissent dans cet élément chimique.

Ce métal pourrait être utilisé dans les réacteurs à sels fondus, l’un des modèles de nouvelle génération dans lequel le liquide de refroidissement du réacteur et le combustible lui-même sont un mélange de sels fondus chauds. Ces types de réacteurs peuvent atteindre des températures très élevées, ce qui augmente considérablement l’efficacité de la production d’électricité.

La Chine a achevé la construction d’un réacteur expérimental au thorium à Wuwei, à la périphérie du désert de Gobi1. Le thorium a été testé comme combustible dans d’autres types de réacteurs nucléaires dans des pays comme les États-Unis, l’Allemagne, les Pays-Bas et le Royaume-Uni. Il fait également partie d’un programme nucléaire en Inde, en raison de l’abondance naturelle de l’élément dans ce pays. En France, des études sont menées par le CNRS qui développe un projet appelé MSFR (pour Molten Salt Fast Reactor), utilisant le thorium.

C’est le minéral phosphate de terre rare, la monazite, qui contient le plus de thorium – jusqu’à environ 12% de phosphate de thorium4. La monazite se trouve dans des roches ignées et autres roches et les ressources mondiales de monazite sont estimées à environ 16 millions de tonnes, dont 12 Mt dans des gisements de sables minéraux lourds sur les côtes sud et est de l’Inde.

Le Th-232 présente un intérêt pour la production d’énergie nucléaire car il peut facilement absorber des neutrons et se transformer en Th-233. Ce nouvel isotope émet un électron et un antineutrino en quelques minutes pour devenir du protactinium-233 (Pa-233). Cet isotope, quant à lui, se transforme en U 233, qui est une excellente matière fissile. En effet, la fission d’un noyau d’U-233 libère environ la même quantité d’énergie (200 MeV) que celle de l’U-235.

Source

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