18/07/2024 Emergence de programmes numériques autoréplicants à partir d’une « soupe » de programmes élémentaires préexistants

Un certain nombre de biologistes considèrent que la vie sur la terre serait apparue spontanément à partir de la combinaison d’une grande variété (soupe) de programmes physico-chimiques élémentaires préexistants. Si cette hypothèse était vérifié, elle permettrait de penser que de nombreuses planètes dans l’univers ayant suffisamment évolué pour qu’il y soit apparue une telle complexité pourraient héberger des formes de vie comparables à la vie terrestre. Ce n’est évidemment pas le cas des étoiles en activité, se limitant pour l’essentiel à la transformation d’hydrogène en hélium.

Un ingénieur chercheur en Intelligence artificielle chez Google nommé Ben Laurie et ses collègues ont imaginé des expériences simulées dans lesquelles des dizaines de milliers d’instructions élémentaires en langage machine assemblées au hasard se combinent et s’exécutent sur des millions de générations d’éléments de programmes. Ils n’en attendaient rien de cohérent.

Or ils ont eu la surprise de voir que leurs simulations ont conduit à l’émergence de programmes auto-réplicateurs qui se sont multipliés. Parmi eux sont apparus de nouveaux types de programmes plus efficaces dans l’attribution des ressources informatiques disponibles qui ont éliminé leurs prédécesseurs. Ils se sont exactement comportés comme des organismes vivants

Contrairement à des programmes analogues déjà existants tels que The Game of Life (https://en.wikipedia.org/wiki/Conway%27s_Game_of_Life) obéissant à des règles simples, ces programmes n’obéissaient pas à des règles préalables. Leur complexité et donc leur efficacité est apparue d’elle-même à la suite d’un très grand nombre de contacts sans règles établies.

Mais pour aller plus, les chercheurs devront disposer de ressources dépassant les capacités des calculateurs classiques. Par ailleurs, il n’est pas évident que la vie soit apparue à la suite de processus d’accroissement de la complexité. Peut-être a-t-elle résulté de simplifications de la complexité initiale.

Reférence

https://arxiv.org/abs/2406.19108
doi.org/m676

https://arxiv.org/abs/2406.19108

[Submitted on 27 Jun 2024]

Computational Life: How Well-formed, Self-replicating Programs Emerge from Simple Interaction

Blaise Agüera y ArcasJyrki AlakuijalaJames EvansBen LaurieAlexander MordvintsevEyvind NiklassonEttore RandazzoLuca Versari

The fields of Origin of Life and Artificial Life both question what life is and how it emerges from a distinct set of « pre-life » dynamics. One common feature of most substrates where life emerges is a marked shift in dynamics when self-replication appears. While there are some hypotheses regarding how self-replicators arose in nature, we know very little about the general dynamics, computational principles, and necessary conditions for self-replicators to emerge. This is especially true on « computational substrates » where interactions involve logical, mathematical, or programming rules. In this paper we take a step towards understanding how self-replicators arise by studying several computational substrates based on various simple programming languages and machine instruction sets. We show that when random, non self-replicating programs are placed in an environment lacking any explicit fitness landscape, self-replicators tend to arise. We demonstrate how this occurs due to random interactions and self-modification, and can happen with and without background random mutations. We also show how increasingly complex dynamics continue to emerge following the rise of self-replicators. Finally, we show a counterexample of a minimalistic programming language where self-replicators are possible, but so far have not been observed to arise.

Comments:19 pages
Subjects:Neural and Evolutionary Computing (cs.NE); Artificial Intelligence (cs.AI)
ACM classes:F.2.2; I.2.11
Cite as:arXiv:2406.19108 [cs.NE]
 (or arXiv:2406.19108v1 [cs.NE] for this version)
 https://doi.org/10.48550/arXiv.2406.19108

18/07/2024 Le petit Néanderthalien qui a survécu au syndrome de Down

La trisomie 21 – parfois appelée syndrome de Down – a été découverte en 1959 par un groupe de médecins français : Marthe Gautier, Jérôme Lejeune et Raymond Turpin. Le terme “trisomie” souligne l’anomalie génétique avec 3 chromosomes – tri – au lieu de deux sur le chromosome 21, d’où l’appellation trisomie 21.

La trisomie 21 est la première cause diagnostiquée de déficience intellectuelle d’origine génétique.

Les Néanderthaliens, qui avait précédé l’espèce humaine de quelques 300 millions à 30 millions d’années sont connus pour avoir partagé avec l’homme quelques outils et techniques caractéristiques de l’Age de pierre. Mais ils avaient aussi certainement partagé quelques pathologies, dont la trisomie 21. Une récente découverte montre que dans ce cas, les néanderthaliens étaient capables de déployer autant d’attentions et de soins que les hommes actuels.

Une récentes découverte due à Penny Spikins, de l’université de York (Grande Bretagne) montre qu’un os fossile du crane d’un jeune néanderthalien de 6 à 10 ans retrouvé dans la Cave de Cova Negra (Espagne de l’est) présente les caractéristique du syndrome de Down. Que cet enfant ait survécu, ne fut-ce que quelques années, montre qu’il avait été certainement entouré de soins et d’attentions par son entourage durant ces années. Il n’aurait pas pu se mouvoir dans cette cave sans être atteint de vertige violent, caractéristique de ce syndrome.

Un autre néanderthalien trouvé dans une cave en Irak avait un bras paralysé et une jambe très abîmée. Il était par ailleurs à demi sourd et aveugle. Tout laisse penser que les soins qui lui avaient été donnés pendant plusieurs années ne relevaient pas de l’intérêt mais de la compassion. Aucune espèce animale ne présente les mêmes caractéristiques.

Pour en savoir plus, voir Newscientist 6 july 2024, p.14

Référence

  • The child who lived: Down syndrome among Neanderthals?

SCIENCE ADVANCES
26 Jun 2024
Vol 10, Issue 2

Abstract

Caregiving for disabled individuals among Neanderthals has been known for a long time, and there is a debate about the implications of this behavior. Some authors believe that caregiving took place between individuals able to reciprocate the favor, while others argue that caregiving was produced by a feeling of compassion related to other highly adaptive prosocial behaviors. The study of children with severe pathologies is particularly interesting, as children have a very limited possibility to reciprocate the assistance. We present the case of a Neanderthal child who suffered from a congenital pathology of the inner ear, probably debilitating, and associated with Down syndrome. This child would have required care for at least 6 years, likely necessitating other group members to assist the mother in childcare


18/07/2024 Les cristaux temporels

On désigne  généralement par cristal un solide dont la structure présente un motif qui se répète dans l’espace. On les trouve un peu partout dans notre environnement ; la glace, le sel de table, les sucres, À l’échelle microscopique, ils sont composés d’un réseau d’atomes qui s’emboîtent en suivant des règles bien précises, et ces mailles sont plus ou moins verrouillées dans une même position ; si la structure change, c’est forcément à cause d’une force extérieure.

Wikipedia cristal ;https://fr.wikipedia.org/wiki/Cristal

En 2012, le physicien et mathématicien Frank Wilczek a proposé une hypothèse surprenante. Il a postulé qu’il pourrait également exister des cristaux temporels dont la structure se répète non seulement dans l’espace mais aussi dans le temps, sans qu’aucune force externe ne lui impose un rythme particulier.

 L’idée a été jugée aberrante par la plupart des physiciens. Ils y ont vu une violation des lois de la physique et notamment de la seconde loi de la thermodynamique, qui implique qu’un système à l’équilibre ne peut en aucun cas se déplacer perpétuellement sans apport d’énergie.

Mais certains scientifiques ont décidé de pousser cette expérience un peu plus loin. Leur objectif  était de: réconcilier le concept et les modèles théoriques. Cette démarche a commencé à produire des résultats intéressants en 2016, quand plusieurs équipes américaines ont proposé de nouvelles approches expérimentales  basées sur la mécanique quantique. À partir de là, la définition du cristal temporel a commencé à évoluer : on ne recherche désormais plus des matériaux où les atomes se déplacent spontanément, mais plutôt une régularité dans le comportement des particules qui les composent.

Cette nouvelle conception du problème a ouvert la voie aux premières avancées concrètes. En 2017, des équipes de Berkeley, de Harvard et du MIT ont observé chacune de leur côté des matériaux présentant des oscillations périodiques à un rythme complètement différent de celui qui était imposé par une source d’énergie externe. Un peu comme une balançoire qui “déciderait” toute seule de se déplacer à une vitesse bien précise indépendamment de la force avec laquelle on la pousse.

Il s’agit des premières preuves concrètes du fait que certains systèmes présentent une sorte de temporalité intrinsèque En revanche, ces phénomènes étaient encore relativement éloignés de l’idée originale de Wilczek, puisqu’il fallait quand même une source d’énergie périodique externe pour faire émerger ce phénomène régulier.

C’est là qu’interviennent les chercheurs des universités de Vienne, en Autriche, et de Tsinghua, en Chine. Ensemble, les deux équipes ont réussi à créer un cristal temporel beaucoup plus proche du concept proposé par Wilczek.

Pour comprendre ce qui rend ces travaux différents, il faut s’intéresser à la structure de la matière. Chaque atome comporte un nombre donné d’électrons qui sont répartis sur des orbites bien définies autour du noyau de proton et de neutrons. Le diamètre de cette orbite dépend de l’excitation de l’électron ; si on lui transfère de l’énergie, il peut migrer vers une orbite beaucoup plus large. Si l’on pousse cette excitation à l’extrême pour qu’un électron évolue le plus loin possible du noyau atomique, il passe dans un état dit « de Rydberg » ; on obtient un “atome géant” qui peut être plusieurs fois plus grand que sa version non excitée.

Ces objets, appelés atomes de Rydberg, sont particulièrement intéressants pour les physiciens. En effet, leurs interactions peuvent donner lieu au phénomène d’intrication quantique, un mystérieux état où deux particules sont reliées par un lien inextricable et indépendant de la distance.

Or, cette intrication n’est pas le seul phénomène exotique qui émerge lorsque des « atomes géants » marchent sur les orbites de leurs voisins. Les auteurs de l’ étude ont montré que si on soumet des atomes de rubidium en configuration de Rydberg à un rayon laser, ils se mettent à osciller d’une manière qui rappelle fortement les cristaux temporels de Wilczek.

« Si les atomes dans notre conteneur sont préparés de façon à en faire des atomes de Rydberg et que leur diamètre devient énorme, les forces qui s’exercent entre ces atomes deviennent aussi très importantes », selon Thomas Pol, co-auteur de l’étude. « Cela change complètement la manière dont ils interagissent avec le laser. Si on choisit le faisceau de façon à ce qu’il puisse exciter deux états de Rydberg différents sur un même atome en même temps, on obtient une boucle de rétroaction qui provoque des oscillations spontanées entre les deux états atomiques. »

Une fois que les mécanismes sous-jacents seront mieux compris, ces cristaux temporels pourraient se retrouver au cœur d’innovations conidérables. Pohl suggère qu’ils pourraient servir à créer une nouvelle génération de capteurs ultra-précis.

En parallèle, d’autres chercheurs ont aussi proposé de s’en servir en informatique quantique. L’un des principaux défis de cette discipline, c’est de réussir à maintenir des qbits dans un état de cohérence, c’est-à-dire dans un état de superposition et d’intrication quantique. Le penchant naturel des atomes de Rydberg pour cette dernière pourrait donc s’avérer précieux.

D’ailleurs, cette idée avait d’ailleurs déjà été explorée. Mais maintenant que cette périodicité intrinsèque a été documentée, elle devient encore plus intéressante Sur le papier, on pourrait exploiter un système de ce genre pour synchroniser ces unités logiques avec une précision extrême, et ainsi limiter les erreurs tout en bénéficiant d’une cohérence encore plus stable et robuste.

Pour finir, ces cristaux temporels pourraient aussi servir en recherche fondamentale, notamment pour les physiciens qui étudient les phénomènes quantiques pour mieux comprendre la nature et le comportement de la matière à la plus petite des échelles. Même si ces travaux sont encore balbutiants, il sera donc très intéressant de suivre leurs retombées potentielles.

source
https://www.journaldugeek.com/2024/07/12/des-chercheurs-creent-un-cristal-temporel-avec-des-atomes-geants/

Référence

https://www.nature.com/articles/s41567-024-02542-9

  • Published: 02 July 2024
Dissipative time crystal in a strongly interacting Rydberg gas

Xiaoling Wu, and others

Nature Physics (2024)

Abstract

https://www.nature.com/articles/s41567-024-02542-9

The notion of spontaneous symmetry breaking has been well established to characterize classical and quantum phase transitions of matter, such as condensation, crystallization or quantum magnetism. Generalizations of this paradigm to the time dimension can lead to a time crystal phase, which spontaneously breaks the time-translation symmetry of the system. Although the existence of a continuous time crystal at equilibrium has been challenged by no-go theorems, this difficulty can be circumvented by dissipation in an open system. Here we report the experimental observation of such a dissipative time-crystalline order in a room-temperature atomic gas, where ground-state atoms are continuously driven to Rydberg states. The emergent time crystal is revealed by persistent oscillations of the photon transmission, and we show that the observed limit cycles arise from the coexistence and competition between distinct Rydberg components. The non-decaying autocorrelation of the oscillation, together with the robustness against temporal noises, indicates the establishment of true long-range temporal order and demonstrates the realization of a continuous time crystal.

17/07/2024 Rapport 2024 de l’association Oxfam-France

Oxfam International est une confédération d’une vingtaine d’organisations caritatives indépendantes à travers le monde. Celles-ci travaillent ensemble et en collaboration avec des partenaires locaux répartis dans 66 pays dans le monde. Wikipédia

A l’heure où une nouvelle Assemblée nationale se forme et qu’un nouveau gouvernement se dessine, Oxfam France publie une étude inédite sur les politiques d’adaptation de la France au changement climatique. Les conclusions sont claires : les pouvoirs publics n’anticipent pas assez les politiques et les investissements nécessaires à l’adaptation et ne protègent à ce jour pas les citoyennes et citoyens face aux conséquences du changement climatique.

Oxfam révèle ainsi que plus de la moitié des droits humains est menacée en France du fait de l’improvisation des pouvoirs publics en matière d’adaptation et en l’absence de politique globale ambitieuse.

Cette étude est actuellement sous embargo et ne devrait pas être publiée avant la fin du mois de juillet

On peut cependant la consulter à l’adresse suivante
https://www.oxfamfrance.org/app/uploads/2024/07/Oxfam-France_rapport-adaptation_sous-embargo-15-juillet-00h01.pdf

Jean-Paul Baquiast

17/07/2024 Découverte d’une ancienne civilisation au Venezuela

Des archéologues de l ‘Université Simon Bolivar de Caracas (Venezuela) dirigés par Jose Miguel Perez Gomez, explorent depuis plusieure années des sites du parc National Canaima. Ces sites se trouvaient avant l ‘arrivée des européens dans de hautes terres couvertes de forêts primitives qui aujourd’hui encore ne sont pas totalement explorées malgré la collaboration de la collectivité indigène local dite Pemon.

Iose Miguel Perez Gomez vient de révéler lors d’une conférence sur l’art pariétal à Canaima ses dernières découvertes. Elles dateraient d’environ 4.000 à 7.000 ans bp. Elles sont gravées ou peintes aux flancs de falaises abruptes difficilement accessibles.

L’originalié de ces œuvres est qu’elles semblent représenter des filets, des cordes ou des sommets de montagne dont nul indien aujourd’hui ne comprend le sens. Beaucoup y voient des œuvres démoniaques .

Les archéologues vont s’efforcer de comprendre les mystérieuses cultures ayant produit ces œuvres.

Source

New Rock Art Site Complex In The Arauak River Valley, Southeastern Venezuela.

  • November 2023
  • Rock Art Research 40(2):131-144
Abstract and Figures

This paper examines Amerindian rock art recovered on an isolated boulder located near the Upuigma Tepui in the Arauák River Valley in Bolívar State, southeastern Venezuela. We explore some ideas about the possible use of this boulder by the indigenous hunter-gatherers, both as a shelter and as a place for enacting ritual activities, in the broader context of the cultural landscape. Preliminary stylistic analysis suggests possible regional interrelationships of the pictograms with other rock art sites. Evidence also suggests the source of the red ochre used for the paintings, which might have come from a mineral anomaly close to the site. In addition, we briefly present some petroglyphs found within the same regional context. We stress the necessity of further systematic research into this phenomenon given the potential for encountering more pictograms and petroglyphs as well as other valuable data which would contribute to a better understanding of the chronology and sociocultural context of the long-past humans in this remote area of northern South America. Finally, we call for the protection of these pictograms as valuable heritage sites.

https://www.researchgate.net/publication/374660579_New_Rock_Art_Site_Complex_In_The_Arauak_River_Valley_Southeastern_Venezuela

16/07/2024 La Start up britannique OxfordIonics annonce avoir maitrisé la technologie du calcul quantique.

Oxford Ionics (https://www.oxionics.com/) est une entreprise d’innovation scientifique créée par des ingénieurs issus de l’université britannique d’Oxford. Celle-ci est connue dans le monde entier au même titre que sa concurrente l’université de Cambridge pour représenter l’excellence du savoir britannique.

Or Oxford Ionics vient de faire la démonstration de la puce quantique la plus performante au monde, éliminant le besoin de lasers pour contrôler les qubits du piège à ions et permettant des ordinateurs quantiques évolutifs plus simples.

Le système de contrôle électronique des qubits mis au point par Oxford Ionics peut être produit à grande échelle dans une usine de fabrication de semi-conducteurs standard. , et l’entreprise prévoit de construire un processeur quantique à piège à ions évolutif de 256 qubits, qui devrait être fabriqué par Infineon à Villach, en Autriche.

Rappelons que jusqu’à présent, les processeurs quantiques à ions piégés ont été difficiles à mettre à l’échelle car ils sont généralement contrôlés par des lasers. La puce quantique à ions piégés contrôlée électroniquement utilise des traces de transport de courant partagées et des électrodes d’accord locales dans une puce microfabriquée pour réaliser des portes quantiques avec peu de bruit et de diaphonie, quelle que soit la taille de l’appareil.

Oxford Ionics a démontré expérimentalement l’existence de portes à un ou deux qubits sélectives par site à faible bruit dans un piège à ions à sept zones pouvant contrôler jusqu’à 10 qubits. Les portes électroniques à qubit unique ont une fidélité de 99,99916 % et démontrent des performances constantes avec une faible diaphonie à travers le dispositif. Les états maximalement intriqués à deux qubits présentent une fidélité de 99,97 % et des performances stables à long terme pour un fonctionnement continu du système.

Ces résultats valident la voie vers la réalisation d’ordinateurs quantiques à grande échelle qui intègrent tout ce qui est nécessaire pour les contrôler dans une puce de silicium pouvant être produite en masse en utilisant des installations et des processus de fabrication de semi-conducteurs standard.

Les puces quantiques offrent des performances deux fois supérieures, sans nécessiter de correction d’erreur, en utilisant 10 fois moins de qubits.

Le piégeage d’atomes

OxfordIonics a fait appel pour son ordinateur quantique à la technologie dite des «  trapped ions «  que l’on traduit   par « piégeage d’atomes » .

Depuis une quinzaine d’années, les physiciens ont développé des techniques de manipulations d’atomes par laser qui permettent de refroidir, de piéger et d’observer un seul atome à la fois. Le piégeage d’atomes individuels se fait à l’aide d’une pince optique, terme qui désigne un laser focalisé sur une tache d’un micromètre de taille, au foyer duquel se trouve piégé l’atome. Grâce à des méthodes holographiques il est aussi possible de produire des matrices de pinces optiques dont la géométrie est pratiquement arbitraire. On obtient ainsi des plans d’atomes séparés de quelques micromètres, arrangés selon des géométries variées. Au-delà de leur aspect esthétique, ces méthodes trouvent leurs applications dans le domaine en pleine expansion des technologies quantiques.

Pour détails voir https://www.quera.com/glossary/trapped-ions#

voir aussi https://www.refletsdelaphysique.fr/articles/refdp/pdf/2016/01/refdp201647-48p36.pdf

L’approche de Oxford Ionics est spéciale en ce sens qu’elle conjugue les performances exceptionnelle du piégeage d’atomes avec la souplesse de la fabrication industrielle des semiconducteurs modernes. Les techniques de la correction d’erreurs quantiques n’ont pas besoin d’être utilisées en ce cas. Et le chip quantique peut aussi être fabriqué avec les techniques existantes de l’industrie des semiconducteurs.

La compagnie espère dans ces conditions pouvoir réaliser un calculateur quantique utilisable dans les trois prochaines années .

Si ces prévisions étaient confirmées, il s’agira d’une véritable révolution, prenant de court les géants du domaine, les américains IBM et Google, ainsi que le chinois Zuchongzhi 2 .

Concernant la France on lira

https://wwa.wavestone.com/fr/insight/informatique-quantique-en-france-un-ecosysteme-dynamique-et-prometteur/#:~

Dans un article précédent, nous signalions que la start up française Pascal avait annoncé avoir réalisé un ordinateur quantique de 1000 qubits (https://europesolidaire.eu/page/2/

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

————————

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