SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMEN

 PROGRAMME DE LA SEMAINE 

Dear olivier hartmanshenn,

Here is your customized Science X Newsletter for week 45:

	New evidence strongly suggests Indonesia's Gunung Padang is oldest known pyramid A team of archaeologists, geophysicists, geologists, and paleontologists affiliated with multiple institutions in Indonesia has found evidence showing that Gunung Padang is the oldest known pyramid in the world. In their paper published in the journal Archaeological Prospection, the group describes their multi-year study of the cultural heritage site.
	Scientists report completion of chromosome XI, a major step towards creating the world's first synthetic yeast A UK-based team of Scientists, led by experts from the University of Nottingham and Imperial College London, have completed construction of a synthetic chromosome as part of a major international project to build the world's first synthetic yeast genome.
	Common cat-borne parasite is positively associated with frailty in older adults A common, cat-borne parasite already associated with risk-taking behavior and mental illness in humans may also contribute to exhaustion, loss of muscle mass, and other signs of "frailty" in older adults, suggests a study published Nov. 6 in the Journals of Gerontology Series A: Biomedical Sciences and Medical Sciences.
	Archaeological skull fragments from Ukraine reveal early modern humans came from the East How did our species, Homo sapiens, arrive in Western Europe? Published in Nature Ecology & Evolution, our new study analyzes two skull fragments dating back between 37,000 and 36,000 years to conclude that our ancestors came from Eastern Europe and migrated westwards. These two individuals interbred with Neanderthals and with the very first European Homo sapiens, who arrived around 45,000 years ago and were thought to have become extinct following a major climatic catastrophe.
	Ancient Egyptian burial reveals ovarian teeth in oldest example of teratoma A case study led by Southern Illinois University, Illinois, has described the earliest discovery of an ovarian teratoma, a type of tumor that contains well-differentiated tissues developed from three germ cell layers (ectoderm, mesoderm, and endoderm).
	Where and how you sit matters when getting blood pressure taken at the doctor's office Millions of people with normal blood pressure may be misclassified as having blood pressure that is too high because of improper positioning when measurements are taken, new research suggests.
	Scientists caution against a reliance on mechanical devices to clear water bodies of plastic An international group of scientists has cautioned against reliance on mechanical cleanup devices as a means of addressing the plastic pollution crisis.
	Fossils tell tale of last primate to inhabit North America before humans The story of Ekgmowechashala, the final primate to inhabit North America before Homo sapiens or Clovis people, reads like a spaghetti Western: A grizzled and mysterious loner, against the odds, ekes out an existence on the American Plains.
	NASA telescopes discover record-breaking black hole Astronomers have discovered the most distant black hole yet seen in X-rays, using NASA telescopes. The black hole is at an early stage of growth that had never been witnessed before, where its mass is similar to that of its host galaxy.
	Zooplankton in ocean and freshwater are rapidly escalating the global environmental threat of plastics, finds study A collaborative research team lead by the University of Massachusetts Amherst has recently revealed that rotifers, a kind of microscopic zooplankton common in both fresh and ocean water around the world, are able to chew apart microplastics, breaking them down into even smaller, and potentially more dangerous, nanoplastics—or particles smaller than one micron. Each rotifer can create between 348,000–366,000 per day, leading to uncountable swarms of nanoparticles in our environment.
	Physicists trap electrons in a 3D crystal for the first time Electrons move through a conducting material like commuters at the height of Manhattan rush hour. The charged particles may jostle and bump against each other, but for the most part, they're unconcerned with other electrons as they hurtle forward, each with their own energy.
	Scientists map loss of groundwater storage around the world Global water resources are stretched by climate change and human population growth, and farms and cities are increasingly turning to groundwater to fill their needs. Unfortunately, the pumping of groundwater can cause the ground surface above to sink, as the aquifers below are drained and the architecture of the ground collapses. For the first time, a new study maps this loss of groundwater storage capacity around the world.
	Long-distance weaponry identified at the 31,000-year-old archaeological site of Maisières-Canal The hunter-gatherers who settled on the banks of the Haine, a river in southern Belgium, 31,000 years ago were already using spearthrowers to hunt their game. This is the finding of a new study conducted at TraceoLab at the University of Liège.
	Genetic analysis shows European wildcats avoided introduced domestic cats for 2,000 years Domestic cats introduced from the Near East and wildcats native to Europe did not mix until the 1960s, despite being exposed to each other for 2,000 years, according to two research papers published in Current Biology.
	Recording the first daily measurements of Earth's rotation shifts Researchers at the Technical University of Munich (TUM) have succeeded in measuring the Earth's rotation more exactly than ever before. The ring laser at the Geodetic Observatory Wettzell can now be used to capture data at a quality level unsurpassed anywhere in the world. The measurements will be used to determine the Earth's position in space, benefit climate research, and make climate models more reliable.
	The controllable splitting of a single Cooper pair in a hybrid quantum dot system Cooper pairs are pairs of electrons in superconducting materials that are bound to each other at low temperatures. These electron pairs are at the root of superconductivity, a state where materials have zero resistance at low temperatures due to quantum effects. As quantum systems that can be relatively large and easy to manipulate, superconductors are highly useful for the development of quantum computers and other advanced technologies.
	Forests with multiple tree species are 70% more effective as carbon sinks than monoculture forests, study finds To slow the effects of climate change, conserve biodiversity, and meet the sustainable development goals, replanting trees is vital. Restored forests store carbon within the forest's soil, shrubs, and trees. Mixed forests are especially effective at carbon storage, as different species with complementary traits can increase overall carbon storage.
	Standing blood pressure test found to be more accurate in detecting hypertension Measuring blood pressure while patients are standing rather than sitting may improve the accuracy of readings, UT Southwestern Medical Center researchers report. Their findings, published in Scientific Reports, could lead to significant improvements in early detection of high blood pressure in healthy adults.
	The debate over native plants and their cultivars gathers steam Research to prove or debunk current opinions remains scarce as the debate over whether native plants or their cultivars attract and nourish the most pollinators.
	Found at last: Bizarre, egg-laying mammal finally rediscovered after 60 years More than 60 years after it was last recorded, an expedition team has rediscovered an iconic, egg-laying mammal in one of the most unexplored regions of the world. Attenborough's long-beaked echidna, named after famed broadcaster Sir David Attenborough, was captured for the first time in photos and video footage using remote trail cameras set up in the Cyclops Mountains of Indonesia's Papua Province. XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Cher Olivier Hartmanshenn, Voici votre newsletter Science X personnalisée pour la semaine 45 : De nouvelles preuves suggèrent fortement que Gunung Padang, en Indonésie, est la plus ancienne pyramide connue Une équipe d'archéologues, de géophysiciens, de géologues et de paléontologues affiliés à plusieurs institutions indonésiennes a trouvé des preuves montrant que Gunung Padang est la plus ancienne pyramide connue au monde. Dans leur article publié dans la revue Archaeological Prospection, le groupe décrit son étude pluriannuelle du site du patrimoine culturel. Des scientifiques signalent la réalisation du chromosome XI, une étape majeure vers la création de la première levure synthétique au monde Une équipe de scientifiques basée au Royaume-Uni, dirigée par des experts de l'Université de Nottingham et de l'Imperial College de Londres, a achevé la construction d'un chromosome synthétique dans le cadre d'un projet international majeur visant à construire le premier génome synthétique de levure au monde. Le parasite commun transmis par les chats est positivement associé à la fragilité chez les personnes âgées Un parasite commun transmis par les chats, déjà associé à des comportements à risque et à des maladies mentales chez les humains, pourrait également contribuer à l'épuisement, à la perte de masse musculaire et à d'autres signes de « fragilité » chez les personnes âgées, suggère une étude publiée le 6 novembre dans la revue Journals of Gerontology Series A : Sciences biomédicales et sciences médicales. Des fragments de crâne archéologiques d'Ukraine révèlent que les premiers humains modernes venaient de l'Est Comment notre espèce, Homo sapiens, est-elle arrivée en Europe occidentale ? Publiée dans Nature Ecology & Evolution, notre nouvelle étude analyse deux fragments de crâne datant de 37 000 à 36 000 ans pour conclure que nos ancêtres sont venus d'Europe de l'Est et ont migré vers l'ouest. Ces deux individus se sont croisés avec les Néandertaliens et avec le tout premier Homo sapiens européen, arrivé il y a environ 45 000 ans et que l'on croyait éteint à la suite d'une catastrophe climatique majeure. Un enterrement égyptien antique révèle des dents ovariennes dans le plus ancien exemple de tératome Une étude de cas menée par la Southern Illinois University, dans l'Illinois, a décrit la première découverte d'un tératome ovarien, un type de tumeur contenant des tissus bien différenciés développés à partir de trois couches de cellules germinales (ectoderme, mésoderme et endoderme). L'endroit et la façon dont vous êtes assis sont importants lors de la prise de tension artérielle chez le médecin. Selon une nouvelle étude, des millions de personnes ayant une tension artérielle normale pourraient être classées à tort comme ayant une tension artérielle trop élevée en raison d'un mauvais positionnement lors de la prise des mesures. Les scientifiques mettent en garde contre le recours à des dispositifs mécaniques pour éliminer le plastique des plans d’eau Un groupe international de scientifiques a mis en garde contre le recours aux dispositifs de nettoyage mécanique comme moyen de résoudre la crise de la pollution plastique. Des fossiles racontent l'histoire du dernier primate à avoir habité l'Amérique du Nord avant les humains L'histoire d'Ekgmowechashala, le dernier primate à avoir habité l'Amérique du Nord avant l'Homo sapiens ou le peuple Clovis, se lit comme un western spaghetti : un solitaire grisonnant et mystérieux, contre toute attente, réussit à survivre dans les plaines américaines. Les télescopes de la NASA découvrent un trou noir record Les astronomes ont découvert le trou noir le plus éloigné jamais observé en rayons X, à l'aide des télescopes de la NASA. Le trou noir se trouve à un stade précoce de croissance jamais observé auparavant, où sa masse est similaire à celle de sa galaxie hôte. Selon une étude, le zooplancton présent dans les océans et les eaux douces accroît rapidement la menace environnementale mondiale posée par les plastiques. Une équipe de recherche collaborative dirigée par l'Université du Massachusetts à Amherst a récemment révélé que les rotifères, une sorte de zooplancton microscopique commun dans les eaux douces et océaniques du monde entier, sont capables de mâcher les microplastiques, les décomposant en des microplastiques encore plus petits, voire potentiellement plus. dangereux, les nanoplastiques ou les particules inférieures à un micron. Chaque rotifère peut en créer entre 348 000 et 366 000 par jour, conduisant à d’innombrables essaims de nanoparticules dans notre environnement. Des physiciens piègent pour la première fois des électrons dans un cristal 3D Les électrons se déplacent à travers un matériau conducteur comme les navetteurs aux heures de pointe de Manhattan. Les particules chargées peuvent se bousculer et se cogner les unes contre les autres, mais pour la plupart, elles ne se soucient pas des autres électrons lorsqu'elles se précipitent, chacune avec sa propre énergie. Des scientifiques cartographient la perte de stockage des eaux souterraines dans le monde Les ressources mondiales en eau sont mises à rude épreuve par le changement climatique et la croissance de la population humaine, et les fermes et les villes se tournent de plus en plus vers les eaux souterraines pour répondre à leurs besoins. Malheureusement, le pompage des eaux souterraines peut provoquer un affaissement de la surface du sol, car les aquifères situés en dessous sont drainés et l'architecture du sol s'effondre. Pour la première fois, une nouvelle étude cartographie cette perte de capacité de stockage des eaux souterraines dans le monde. Armes à longue portée identifiées sur le site archéologique de Maisières-Canal vieux de 31 000 ans Les chasseurs-cueilleurs qui se sont installés il y a 31 000 ans sur les rives de la Haine, une rivière du sud de la Belgique, étaient déjà

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NOVEMBER 2, 2023

 Editors' notes

NASA's Lucy spacecraft discovers 2nd asteroid during Dinkinesh flyby

Le vaisseau spatial Lucy de la NASA découvre un deuxième astéroïde lors du survol de Dinkinesh

par Katherine Kretke, Goddard Space Flight Center de la NASA

Cette image montre le « lever de lune » du satellite alors qu'il émerge de derrière l'astéroïde Dinkinesh, vu par le Lucy Long-Range Reconnaissance Imager (L'LORRI), l'une des images les plus détaillées renvoyées par le vaisseau spatial Lucy de la NASA lors de son survol de l'astéroïde. binaire. Cette image a été prise à 12h55. HAE (16 h 55 UTC) le 1er novembre 2023, dans la minute suivant l'approche la plus proche, à une distance d'environ 270 milles (430 km). De ce point de vue, le satellite se trouve derrière l’astéroïde principal. L'image a été accentuée et traitée pour améliorer le contraste. Crédit : NASA/Goddard/SwRI/Johns Hopkins APL/NOAO

Le 1er novembre, la sonde spatiale Lucy de la NASA a survolé non seulement son premier astéroïde, mais aussi ses deux premiers. Les premières images renvoyées par Lucy révèlent que le petit astéroïde de la ceinture principale Dinkinesh est en réalité une paire binaire.

"Dinkinesh porte vraiment bien son nom ; c'est merveilleux", a déclaré Hal Levison, faisant référence à la signification de Dinkinesh en langue amharique, "merveilleux". Levison est chercheur principal pour Lucy de la branche de Boulder, Colorado, du Southwest Research Institute basé à San-Antonio. "Lorsque Lucy a été initialement sélectionnée pour le vol, nous avions prévu de survoler sept astéroïdes. Avec l'ajout de Dinkinesh, de deux lunes troyennes et maintenant de ce satellite, nous l'avons porté à 11."

Dans les semaines précédant la rencontre du vaisseau spatial avec Dinkinesh, l'équipe de Lucy s'était demandé si Dinkinesh pourrait être un système binaire, étant donné la façon dont les instruments de Lucy voyaient la luminosité de l'astéroïde changer avec le temps. Les premières images de la rencontre ont levé tout doute. Dinkinesh est un binaire proche. À partir d’une analyse préliminaire des premières images disponibles, l’équipe estime que le corps le plus grand mesure environ 790 m de large au maximum, tandis que le plus petit mesure environ 220 m.

Cette rencontre servait principalement de test en vol du vaisseau spatial, se concentrant spécifiquement sur le test du système qui permet à Lucy de suivre de manière autonome un astéroïde lorsqu'il passe à 10 000 mph, appelé système de suivi de terminal.

"Il s'agit d'une série d'images impressionnantes. Elles indiquent que le système de suivi du terminal a fonctionné comme prévu, même lorsque l'univers nous a présenté une cible plus difficile que prévu", a déclaré Tom Kennedy, ingénieur en guidage et navigation chez Lockheed Martin à Littleton. Colorado. "C'est une chose de simuler, de tester et de s'entraîner. C'en est une autre de voir cela se produire réellement."

Bien que cette rencontre ait été réalisée à titre de test technique, les scientifiques de l'équipe étudient avec enthousiasme les données pour obtenir des informations sur la nature des petits astéroïdes.

"Nous savions qu'il s'agirait du plus petit astéroïde de la ceinture principale jamais vu de près", a déclaré Keith Noll, scientifique du projet Lucy au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. "Le fait qu'il y en ait deux rend les choses encore plus excitantes. À certains égards, ces astéroïdes ressemblent aux astéroïdes géocroiseurs Didymos et Dimorphos que DART a vus, mais il existe des différences vraiment intéressantes que nous allons étudier. "

Il faudra jusqu'à une semaine à l'équipe pour transmettre le reste des données de rencontre du vaisseau spatial. L'équipe utilisera ces données pour évaluer le comportement du vaisseau spatial lors de la rencontre et pour préparer la prochaine observation rapprochée d'un astéroïde, l'astéroïde de la ceinture principale Donaldjohanson, en 2025. Lucy sera alors bien préparée pour rencontrer les principales cibles de la mission. , les astéroïdes troyens Jupiter, à partir de 2027.

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COMMENTAIRES 

C est le 2eme article que  NASA nous envoie cette semaine !J e rappelle que

l vaisseau spatial NASA Science

Lucy mesure plus de 16 mètres d'un bout à l'autre, mais il s'agit en grande partie d'énormes panneaux solaires (chacun mesurant près de 24 pieds, soit plus de 7 mètres de diamètre) nécessaires pour alimenter les systèmes du vaisseau spatial pendant son vol vers l'orbite de Jupiteer ;leurs images sont superbes et ils veulent les vendre !!!!!

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Provided by NASA's Goddard Space Flight Center 

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NASA's Lucy spacecraft ready for first as

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Astronomers observe supermassive black hole feeding and feedback on sub-parsec scales

Les astronomes observent l’alimentation et la rétroaction des trous noirs supermassifs à des échelles inférieures au parsec

par ALMA

Le monoxyde de carbone (CO ; indiquant la présence d'un gaz moléculaire de densité moyenne) est représenté en rouge ; carbone atomique (C ; indiquant la présence de gaz atomique) en bleu ; cyanure d'hydrogène (HCN ; indiquant la présence d'un gaz moléculaire de haute densité) en vert ; et la ligne de recombinaison de l'hydrogène (H36α ; indiquant la présence de gaz ionisé) en rose. La taille du disque central de gaz dense (vert) est d’environ 6 années-lumière. Le flux de plasma se déplace presque perpendiculairement au disque. Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Izumi et al.

Une équipe de recherche internationale dirigée par Takuma Izumi, professeur adjoint à l'Observatoire astronomique national du Japon, a franchi une étape importante en observant le noyau galactique actif à proximité de la galaxie Circinus, avec une résolution extrêmement élevée (environ 1 année-lumière) en utilisant le grand réseau millimétrique/submillimétrique d'Atacama (ALMA).

Ces résultats d’observation, intitulés « Alimentation et rétroaction des trous noirs supermassifs observés à des échelles inférieures au parsec », sont publiés dans Science.

Il s'agit de la première mesure quantitative au monde des flux de gaz et de leurs structures à proximité immédiate, à l'échelle de quelques années-lumière, d'un trou noir supermassif dans toutes les phases gazeuses, y compris plasma, atomique et moléculaire. En conséquence, l’équipe a clairement capturé le flux d’accrétion se dirigeant vers le trou noir supermassif et a révélé que ce flux d’accrétion est généré par un mécanisme physique connu sous le nom d’« instabilité gravitationnelle ».

En outre, l’équipe a également constaté qu’une partie importante de ce flux d’accrétion n’est pas utilisée pour la croissance du trou noir. Au lieu de cela, la majeure partie du gaz est expulsée du voisinage du trou noir sous forme d'écoulements atomiques ou moléculaires, et retourne vers le disque de gaz pour participer à nouveau à un flux d'accrétion vers le trou noir : ce processus de recyclage de gaz s'apparente à une fontaine d'eau. . Ces découvertes représentent une avancée cruciale vers une compréhension globale des mécanismes de croissance des trous noirs supermassifs.

Au centre de nombreuses galaxies massives, il existe des « trous noirs supermassifs » dont la masse dépasse un million de fois celle du soleil. Comment se forment ces trous noirs supermassifs ? L’un des mécanismes de croissance cruciaux proposés par des recherches antérieures est « l’accumulation de gaz » sur le trou noir. Cela fait référence au processus par lequel le gaz de la galaxie hôte tombe d’une manière ou d’une autre vers le trou noir central.

Le gaz qui se rassemble très près des trous noirs supermassifs est accéléré à grande vitesse en raison de la gravité du trou noir. En raison du frottement intense entre les particules de gaz, ce gaz s'échauffe à des températures pouvant atteindre plusieurs millions de degrés et émet une lumière brillante. Ce phénomène est connu sous le nom de noyau galactique actif (AGN), et sa luminosité peut parfois dépasser la lumière combinée de toutes les étoiles de la galaxie. Il est intéressant de noter qu’une partie du gaz qui tombe vers le trou noir (flux d’accrétion) serait emportée par l’immense énergie de ce noyau galactique actif, entraînant des écoulements.

Des études théoriques et observationnelles ont fourni des informations détaillées sur les mécanismes d'accrétion de gaz depuis l'échelle de 100 000 années-lumière des galaxies jusqu'à une échelle de quelques centaines d'années-lumière au centre. Cependant, l’accumulation de gaz dans une région beaucoup plus petite, notamment à quelques dizaines d’années-lumière du centre galactique, reste floue en raison de son échelle spatiale extrêmement limitée.

Par exemple, pour comprendre quantitativement la croissance des trous noirs, il est nécessaire de mesurer le débit d’accrétion (la quantité de gaz entrant) et de déterminer les quantités et les types de gaz (plasma, gaz atomique, gaz moléculaire) qui sont expulsés. comme des sorties à cette petite échelle. Malheureusement, la compréhension observationnelle à cet égard n’a pas progressé de manière significative jusqu’à présent.

Dans cette étude, l’équipe de recherche a d’abord réussi à capturer, pour la première fois, le flux d’accrétion se dirigeant vers le trou noir supermassif au sein du disque de gaz à haute densité s’étendant sur plusieurs années-lumière du centre galactique. L'identification de ce flux d'accrétion a longtemps été une tâche difficile en raison de la petite échelle de la région et des mouvements complexes du gaz à proximité du centre galactique.

Cependant, dans ce cas, l’équipe de recherche a identifié l’endroit où le gaz moléculaire du premier plan absorbait la lumière du noyau galactique actif brillant en arrière-plan. Cette identification a été rendue possible grâce à des observations à haute résolution avec ALMA. Une analyse détaillée a révélé que ce matériau absorbant s’éloigne de nous. Puisque le matériau absorbant existe toujours entre le noyau galactique actif et nous, cela indique que l’équipe a réussi à capturer le flux d’accrétion vers le noyau galactique actif.

De plus, l’équipe de recherche a également élucidé le mécanisme physique responsable de l’induction de cette accumulation de gaz. Le disque de gaz observé lui-même présentait une force gravitationnelle si importante qu'elle ne pouvait pas être maintenue par la pression calculée à partir du mouvement du disque de gaz.

Lorsque cette situation se produit, le disque de gaz s’effondre sous son propre poids, formant des structures complexes et devenant incapable de maintenir un mouvement stable au centre galactique. En conséquence, le gaz tombe rapidement vers le trou noir central. ALMA a désormais clairement révélé ce phénomène physique connu sous le nom d'« instabilité gravitationnelle » au cœur de la galaxie.

De plus, cette étude a considérablement fait progresser la compréhension quantitative des flux de gaz autour du noyau galactique actif. À partir de la densité du gaz observé et de la vitesse du flux d’accrétion, le taux d’accrétion auquel le gaz est fourni au trou noir peut être calculé. Étonnamment, ce taux s’est avéré 30 fois supérieur à ce qui est réellement nécessaire pour maintenir l’activité de ce noyau galactique actif.

En d’autres termes, la majorité du flux d’accrétion à l’échelle d’une année-lumière autour du centre galactique ne contribuait pas à la croissance du trou noir. Alors, où est passé ce surplus de gaz ? Ce mystère a également été résolu dans cette étude : observations à haute sensibilité de toutes les phases gazeuses (moléculaires, atomiques et plasmatiques de densité moyenne ; correspondant aux régions rouges, bleues et roses de la première image ci-dessus) avec des sorties détectées par ALMA du milieu actif. noyau galactique.

Grâce à une analyse quantitative, il a été révélé que la majorité du gaz qui s’écoulait vers le trou noir était expulsé sous forme d’écoulements atomiques ou moléculaires. Cependant, en raison de leur vitesse lente, ils n’ont pas pu échapper au potentiel gravitationnel du trou noir et sont finalement retournés vers le disque de gaz. Là, ils ont été recyclés dans un flux d'accrétion vers le trou noir, semblable à une fontaine, complétant ainsi un fascinant processus de recyclage des gaz au centre galactique (deuxième image).

Concernant les réalisations de cette étude, Izumi déclare : « Détecter les flux et les sorties d'accrétion dans une région située à seulement quelques années-lumière autour du trou noir supermassif en croissance active, en particulier dans un gaz multiphasique, et même déchiffrer le mécanisme d'accrétion lui-même, sont en effet monumentaux. réalisations dans l'histoire de la recherche sur les trous noirs supermassifs.

En se tournant vers l'avenir, il poursuit : « Pour comprendre de manière globale la croissance des trous noirs supermassifs au cours de l'histoire cosmique, nous devons étudier différents types de trous noirs supermassifs situés plus loin de nous. Cela nécessite une haute résolution et une haute sensibilité. observations, et nous avons de grandes attentes quant à l'utilisation ultérieure d'ALMA, ainsi qu'aux prochains grands interféromètres radio dans

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COMMENTAIRES  

 D 'abord quelques reponses pour mMr  SIMPLE QUIDAM 

-le parsec est défini comme étant la distance à laquelle une unité astronomique sous-tend un angle d'une seconde de degré (environ 206 265 au). 

-Tous noirs ultra-massifs : comment l'Univers les produit-il ...

Les UMBH se trouvent au centre des galaxies comme les SMBH, mais ils ont plus de cinq milliards de masses solaires, une masse étonnamment grande. Le plus grand trou noir que nous connaissons est Phoenix A, un UMBH comptant jusqu'à 100 milliards de masse solaire.

-Quelle est la preuve observationnelle de l’existence d’un trou noir supermassif au centre galactique ?

Ils ont  un pouvoir d attraction énorme  mais sobt   souvent découvert  par une source radio  ,unn rayonnement synchrotron dense et immobile 

-Peut -on en voir hors de notre galaxie ?

Les astronomes ont découvert le trou noir le plus éloigné jamais confirmé, à plus de 31 milliards d'années-lumière de la Terre.

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More information: Takuma Izumi et al, Supermassive black hole feeding and feedback observed on sub-parsec scales, Science (2023). DOI: 10.1126/science.adf0569. www.science.org/doi/10.1126/science.adf0569

Journal information: Science 

Provided by ALMA

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Engineers develop an efficient process to make fuel from carbon dioxide

A

Les ingénieurs développent un processus efficace pour fabriquer du carburant à partir du dioxyde de carbone

par David L. Chandler, Massachusetts Institute of Technology

Un schéma montre le processus de formatage. L'image en haut à gauche montre un foyer alimenté par la pile à combustible au formiate direct, le carburant au formiate étant stocké dans le réservoir souterrain. Au milieu, la pile à combustible qui exploite le formiate pour fournir de l'électricité est représentée. En bas à droite se trouve l'électrolyseur qui convertit le bicarbonate en formiate. Crédit : Shuhan Miao, École supérieure de design de Harvard

Des recherches sont en cours dans le monde entier pour trouver des moyens d'extraire le dioxyde de carbone de l'air ou des gaz d'échappement des centrales électriques, puis d'en faire quelque chose d'utile. L’une des idées les plus prometteuses consiste à en faire un combustible stable, capable de remplacer les combustibles fossiles dans certaines applications. Mais la plupart de ces processus de conversion ont rencontré des problèmes de faible efficacité carbone ou produisent des carburants difficiles à manipuler, toxiques ou inflammables.

Aujourd'hui, des chercheurs du MIT et de l'Université Harvard ont développé un processus efficace permettant de convertir le dioxyde de carbone en formiate, un matériau liquide ou solide qui peut être utilisé comme l'hydrogène ou le méthanol pour alimenter une pile à combustible et produire de l'électricité. Le formiate de potassium ou de sodium, déjà produit à l'échelle industrielle et couramment utilisé comme dégivrant pour les routes et les trottoirs, est non toxique, ininflammable, facile à stocker et à transporter, et peut rester stable dans des réservoirs en acier ordinaires pour être utilisé des mois, voire des années. , après sa production.

Le nouveau processus, développé par les doctorants du MIT Zhen Zhang, Zhichu Ren et Alexander H. Quinn, le doctorant de l'Université Harvard Dawei Xi et le professeur Ju Li du MIT, est décrit cette semaine dans la revue Cell Reports Physical Science.

L'ensemble du processus, y compris la capture et la conversion électrochimique du gaz en poudre de formiate solide, qui est ensuite utilisée dans une pile à combustible pour produire de l'électricité, a été démontré à petite échelle en laboratoire. Cependant, les chercheurs s'attendent à ce qu'il soit évolutif afin de pouvoir fournir de la chaleur et de l'électricité sans émissions aux maisons individuelles et même être utilisé dans des applications industrielles ou à l'échelle du réseau.

D'autres approches pour convertir le dioxyde de carbone en carburant, explique Li, impliquent généralement un processus en deux étapes : d'abord, le gaz est chimiquement capturé et transformé en une forme solide sous forme de carbonate de calcium, puis plus tard, ce matériau est chauffé pour éliminer le dioxyde de carbone et le convertir. à une matière première combustible telle que le monoxyde de carbone. Cette deuxième étape a une très faible efficacité, convertissant généralement moins de 20 % du dioxyde de carbone gazeux en produit souhaité, explique Li.

En revanche, le nouveau procédé atteint une conversion bien supérieure à 90 pour cent et élimine le besoin d’une étape de chauffage inefficace en convertissant d’abord le dioxyde de carbone en une forme intermédiaire, le bicarbonate de métal liquide. Ce liquide est ensuite converti électrochimiquement en formiate de potassium ou de sodium liquide dans un électrolyseur qui utilise de l'électricité à faible teneur en carbone, par ex. énergie nucléaire, éolienne ou solaire.

La solution liquide de potassium ou de formiate de sodium hautement concentrée produite peut ensuite être séchée, par exemple par évaporation solaire, pour produire une poudre solide très stable et pouvant être stockée dans des réservoirs en acier ordinaires pendant des années, voire des décennies, explique Li.

Plusieurs étapes d'optimisation développées par l'équipe ont fait toute la différence pour transformer un processus de conversion chimique inefficace en une solution pratique, explique Li, qui occupe des postes conjoints dans les départements de science et d'ingénierie nucléaires et de science et d'ingénierie des matériaux.

Le processus de capture et de conversion du carbone implique d'abord une capture basée sur une solution alcaline qui concentre le dioxyde de carbone, soit à partir de flux concentrés tels que les émissions des centrales électriques, soit à partir de sources à très faible concentration, même à l'air libre, sous la forme d'un bicarbonate métallique liquide. solution. Ensuite, grâce à l'utilisation d'un électrolyseur à membrane échangeuse de cations, ce bicarbonate est converti électrochimiquement en cristaux de formiate solide avec une efficacité en carbone supérieure à 96 %, comme l'ont confirmé les expériences en laboratoire de l'équipe.

Ces cristaux ont une durée de conservation indéfinie et restent si stables qu’ils pourraient être stockés pendant des années, voire des décennies, avec peu ou pas de perte. En comparaison, même les meilleurs réservoirs de stockage d’hydrogène disponibles permettent au gaz de s’échapper à un taux d’environ 1 % par jour, ce qui exclut toute utilisation qui nécessiterait un stockage d’un an, explique Li.

Le méthanol, une autre alternative largement explorée pour convertir le dioxyde de carbone en carburant utilisable dans les piles à combustible, est une substance toxique qui ne peut pas être facilement adaptée pour être utilisée dans des situations où une fuite pourrait présenter un risque pour la santé. Le formiate, en revanche, est largement utilisé et considéré comme inoffensif, selon les normes de sécurité nationales.

Plusieurs améliorations expliquent l'efficacité grandement améliorée de ce processus. Premièrement, une conception minutieuse des matériaux de la membrane et de leur configuration surmonte un problème rencontré par les tentatives précédentes d'un tel système, où une accumulation de certains sous-produits chimiques modifie le pH, entraînant une perte constante d'efficacité du système au fil du temps. "Traditionnellement, il est difficile de parvenir à une conversion stable et continue des matières premières à long terme", explique Zhang. "La clé de notre système est d'atteindre un équilibre de pH pour une conversion à l'état stable."

Pour y parvenir, les chercheurs ont effectué une modélisation thermodynamique pour concevoir le nouveau procédé de manière à ce qu'il soit chimiquement équilibré et que le pH reste à un état stable sans changement d'acidité au fil du temps. Il peut donc continuer à fonctionner efficacement sur de longues périodes. Lors de leurs tests, le système a fonctionné pendant plus de 200 heures sans diminution significative du rendement. L'ensemble du processus peut être réalisé à des températures ambiantes et à des pressions relativement basses (environ cinq fois la pression atmosphérique).

Un autre problème était que des réactions secondaires indésirables produisaient d’autres produits chimiques qui n’étaient pas utiles, mais l’équipe a trouvé un moyen d’éviter ces réactions secondaires en introduisant une couche « tampon » supplémentaire de laine de verre enrichie en bicarbonate qui bloquait ces réactions.

L’équipe a également construit une pile à combustible spécialement optimisée pour l’utilisation de ce combustible formiate pour produire de l’électricité. Les particules de formiate stockées sont simplement dissoutes dans l’eau et pompées dans la pile à combustible selon les besoins. Bien que le combustible solide soit beaucoup plus lourd que l’hydrogène pur, lorsque l’on prend en compte le poids et le volume des réservoirs de gaz à haute pression nécessaires pour stocker l’hydrogène, le résultat final est une production d’électricité proche de la parité pour un volume de stockage donné, explique Li.

Le combustible formiate peut potentiellement être adapté à tout, depuis les unités de taille domestique jusqu'aux utilisations industrielles à grande échelle ou aux systèmes de stockage à l'échelle du réseau, affirment les chercheurs. Les premières applications domestiques pourraient impliquer un électrolyseur de la taille d’un réfrigérateur pour capturer et convertir le dioxyde de carbone en formiate, qui pourrait être stocké dans un réservoir souterrain ou sur le toit.

Ensuite, si nécessaire, le solide en poudre serait mélangé à de l'eau et introduit dans une pile à combustible pour fournir de l'électricité et de la chaleur. "C'est pour des manifestations communautaires ou domestiques", dit Zhang, "mais nous pensons qu'à l'avenir également, cela pourrait être bénéfique pour les usines ou le réseau."

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COMMENTAIRES

 Je ne m etonne pas qu un tel procédé  soit proposé par les prestigieux labos de HARVARD  :

 !  Chercher   a maximaliser le  résultat de se débarasser du  CO2 en le transformant en carburant   voila le genre de défis que cette université se donne !

 Mais  si la réalisation industrielle  se réalise  je demande a en connaitre le prix de revient !!!Car

personne  n ignore  que les ressources  en fossiles  sont encore trés grandes et n attendent que des investisseurs  !

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More information: Zhen Zhang et al, A carbon-efficient bicarbonate electrolyzer, Cell Reports Physical Science (2023). DOI: 10.1016/j.xcrp.2023.101662

Journal information: Cell Reports Physical Science 

Provided by Massachusetts Institute of Technology 

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Storing hydrogen fuel in salts—a step toward 'cl

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Gaz à  l eau

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

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NOVEMBER 1, 2023

 Editors' notes

NASA's Lucy spacecraft swoops past first of 10 asteroids on long journey to Jupiter

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Le vaisseau spatial Lucy de la NASA survole le premier des 10 astéroïdes lors d'un long voyage vers Jupiter

par Marcia Dunn

Cette image tirée d'une animation vidéo fournie par la NASA représente le vaisseau spatial Lucy s'approchant d'un astéroïde. Le mercredi 1er novembre 2023, Lucy a rencontré le premier des 10 astéroïdes au cours de son long voyage vers Jupiter. Crédit : NASA via AP

La sonde spatiale Lucy de la NASA a rencontré mercredi le premier des dix astéroïdes au cours de son long voyage vers Jupiter.

Mercredi, le vaisseau spatial a survolé Dinkinesh, de la taille d'une pinte, à environ 300 millions de miles (480 millions de kilomètres) dans la principale ceinture d'astéroïdes au-delà de Mars. C'était "un petit bonjour", selon la NASA, alors que le vaisseau spatial filait à 10 000 mph (16 000 km/h).

Lucy s'est approchée à moins de 435 kilomètres de Dinkinesh, testant ses instruments lors d'un essai à sec pour détecter les astéroïdes plus gros et plus séduisants à venir. Dinkinesh ne mesure qu'un demi-mile (1 kilomètre) de diamètre, probablement la plus petite des roches spatiales de la tournée de Lucy.

Les principales cibles de Lucy sont les soi-disant chevaux de Troie, des essaims d'astéroïdes inexplorés près de Jupiter qui sont considérés comme des capsules temporelles datant de l'aube du système solaire. Le vaisseau spatial passera devant huit chevaux de Troie qui seraient 10 à 100 fois plus gros que Dinkinesh. Il devrait dépasser les deux derniers astéroïdes en 2033.

La NASA a lancé Lucy pour sa mission de près d'un milliard de dollars il y a deux ans. Le vaisseau spatial doit son nom aux restes squelettiques vieux de 3,2 millions d’années d’un ancêtre humain découverts en Éthiopie dans les années 1970. Lucy passera ensuite devant un astéroïde nommé d'après l'un des découvreurs du fossile de Lucy : Donald Johanson.

Un graphique illustrant le mouvement attendu du vaisseau spatial Lucy de la NASA et de sa plate-forme de pointage d'instruments (IPP) lors de la rencontre avec l'astéroïde Dinkinesh. Le système de suivi du terminal du vaisseau spatial est conçu pour surveiller activement l’emplacement de Dinkinesh, permettant au vaisseau spatial et à l’IPP de se déplacer de manière autonome afin d’observer l’astéroïde tout au long de la rencontre. Les flèches jaune, bleue et grise indiquent respectivement les directions du Soleil, de la Terre et de Dinkinesh. La flèche rouge indique le mouvement du vaisseau spatial. Crédit : NASA/Goddard/SwRI

L'une des deux ailes solaires du vaisseau spatial reste lâche. Les contrôleurs de vol ont renoncé à essayer de le verrouiller, mais on pense qu'il est suffisamment stable pour toute la mission.

Le survol de mercredi couronne ce que la NASA appelle l'automne de l'astéroïde. La NASA a renvoyé ses premiers données de décombres d'un astéroïde en septembre. Puis, en octobre, a été lancé un vaisseau spatial vers un astéroïde rare et riche en métaux nommé Psyché.

Contrairement à ces missions, Lucy ne s’arrêtera sur aucun astéroïde ni ne collectera d’échantillons.

Il faudra au moins une semaine au vaisseau spatial pour renvoyer toutes ses images et données du survol.

Jusqu'à présent, Dinkinesh n'était qu'une "tache non résolue dans les meilleurs télescopes", a déclaré Hal Levison, scientifique principal du Southwest Research Institute, dans un communiqué.

© 2023 La Presse associée. Tous droits réservés. Ce matériel ne peut être publié, diffusé, réécrit ou redistribué sans autorisation.

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COMMENTAIRES 

Le vaisseau spatial Lucy reviendra-t-il sur Terre ?

Après cet important test des instruments de Lucy, le vaisseau spatial retournera sur Terre pour une nouvelle assistance gravitationnelle en décembre 2024. Cette poussée le renverra dans la ceinture d'astéroïdes principale entre Mars et Jupiter, conduisant au deuxième survol d'astéroïdes de Lucy prévu pour avoir lieu. lieu le 20 avril 2025.n

La representation que l on a  de l évolutio,  d un systeme proto planétaire  pour une etoile  de type Soleil   dépend de l allumage de l étoile   .S  il n est pas trop rapide  rotatipn ert gravité jouent sur la composition des planètes ;

 les plantes les plus centrales seront telluriques  et les plus lointaines  des planetes de gaz glacées 

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NASA's Lucy spacecraft ready for first asteroid encounter

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SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

 

In early 2029, Earth will likely lock into breaching key warming threshold, scientists calculate

Début 2029, la Terre va probablement franchir le seuil clé de réchauffement, calculent les scientifiques

par Seth Borenstein

La vapeur s'élève de la centrale électrique AES Indiana Petersburg, le mercredi 25 octobre 2023, à Petersburg, Indiana. Dans un peu plus de cinq ans – au début de 2029 – le monde sera probablement incapable de rester en dessous de la limite de température convenue au niveau international. pour le réchauffement climatique s'il continue à brûler des combustibles fossiles au rythme actuel, selon une nouvelle étude. Crédit : AP Photo/Joshua A. Bickel

Dans un peu plus de cinq ans, soit au début de 2029, le monde sera probablement incapable de rester en dessous de la limite de température convenue au niveau international pour le réchauffement climatique s'il continue à brûler des combustibles fossiles au rythme actuel, selon une nouvelle étude.

L’étude rapproche de trois ans la date à laquelle le monde atteindra éventuellement un seuil climatique critique, soit une augmentation de 1,5 degrés Celsius (2,7 degrés Fahrenheit) depuis les années 1800.

Au-delà de cette augmentation des températures, les risques de catastrophes augmentent, car le monde perdra probablement la plupart de ses récifs coralliens, une calotte glaciaire clé pourrait provoquer une fonte irréversible, et les pénuries d'eau, les vagues de chaleur et les décès dus à des conditions météorologiques extrêmes augmenteront considérablement, selon une étude. rapport scientifique antérieur des Nations Unies.

Ce seuil sera atteint plus tôt que prévu initialement, car le monde a fait des progrès dans la lutte contre un autre type de pollution atmosphérique : de minuscules particules de fumée appelées aérosols. Les aérosols refroidissent légèrement la planète et masquent les effets de la combustion du charbon, du pétrole et du gaz naturel, a déclaré l'auteur principal de l'étude. En d’autres termes, même si la lutte contre la pollution par les aérosols est une bonne chose, ce succès signifie une hausse des températures légèrement plus rapide.

L'étude publiée lundi dans la revue Nature Climate Change calcule ce que l'on appelle le « budget carbone » restant, c'est-à-dire la quantité de combustibles fossiles que le monde peut brûler tout en ayant encore 50 % de chances de limiter le réchauffement à 1,5 degré Celsius depuis l'époque préindustrielle. C’est le seuil fixé par l’accord de Paris de 2015.

Les 10 dernières années sont déjà en moyenne 1,14 degrés Celsius (2,05 degrés Fahrenheit) plus chaudes qu'au 19e siècle. L'année dernière, la température était de 1,26 degrés Celsius (2,27 degrés Fahrenheit) plus chaude et cette année, selon les scientifiques, il est probable que cela dépassera ce chiffre.

La nouvelle étude fixe le budget carbone à 250 milliards de tonnes. Le monde brûle un peu plus de 40 milliards de tonnes par an (et cela continue d’augmenter), ce qui laisse six années restantes. Mais ces six années ont commencé en janvier 2023, selon l’étude, ce n’est donc plus que dans cinq ans et quelques mois.

"Ce n'est pas que la lutte contre le changement climatique sera perdue après six ans, mais je pense que si nous ne sommes pas déjà sur une forte trajectoire descendante, il sera probablement trop tard pour lutter pour cette limite de 1,5 degré", a déclaré le responsable de l'étude. auteur Robin Lamboll, climatologue à l'Imperial College de Londres.

Un rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat des Nations Unies de 2021 a donné un budget de 500 milliards de tonnes, pointant vers la mi-2032 pour le verrouillage de 1,5 degré, a déclaré Lamboll. Une mise à jour réalisée par de nombreux auteurs du GIEC en juin a abouti à un budget carbone identique à celui de l'équipe de Lamboll, mais l'analyse de Lamboll est plus détaillée, a déclaré la coprésidente du rapport du GIEC et climatologue Valérie Masson-Delmotte.

Le plus grand changement entre le rapport 2021 et les études de cette année est que de nouvelles recherches montrent des réductions plus importantes des émissions d'aérosols – qui proviennent des incendies de forêt, des embruns salés, des volcans et de la combustion de combustibles fossiles – qui conduisent à un air chargé de suie qui refroidit un peu la planète, couvrant augmenter l'effet de serre. À mesure que le monde nettoie ses émissions de carbone, il réduit également les aérosols de refroidissement et l'étude en tient davantage compte, tout comme les modifications apportées aux simulations informatiques, a déclaré Lamboll.

Même si le budget carbone semble s’épuiser au début de l’année 2029, cela ne signifie pas que le monde atteindra instantanément 1,5 degré de plus qu’à l’époque préindustrielle. Le changement réel de température pourrait se produire un peu plus tôt ou jusqu'à une décennie ou deux plus tard, mais il se produira une fois le budget épuisé, a déclaré Lamboll.

Les gens ne devraient pas interpréter à tort une épuisement du budget de 1,5 degré comme le seul temps restant pour arrêter le réchauffement climatique, affirment les auteurs. Leur étude indique que le budget carbone avec une chance de 50 % de maintenir le réchauffement en dessous de 2 degrés Celsius (3,6 degrés Fahrenheit) est de 1 220 milliards de tonnes, soit environ 30 ans.

"Nous ne voulons pas que cela soit interprété comme six années pour sauver la planète", a déclaré Christopher Smith, co-auteur de l'étude et climatologue à l'Université de Leeds. "Si nous parvenons à limiter le réchauffement à 1,6 degré, 1,65 degré ou 1,7 degré, c'est bien mieux que 2 degrés. Nous devons encore nous battre pour chaque dixième de degré."

Le climatologue Bill Hare de Climate Action Tracker, qui surveille les efforts nationaux visant à réduire les émissions de carbone, a déclaré que « dépasser la limite de 1,5 degré ne pousse pas le monde dans le précipice à ce stade, mais constitue plutôt un point d'inflexion dans l'augmentation du risque de changements catastrophiques ». ".

Alors qu'ils se dirigent vers les négociations sur le climat à Dubaï le mois prochain, les dirigeants mondiaux continuent de dire que « la limite de 1,5 degré est réalisable ». Lamboll a déclaré que limiter le réchauffement à 1,5 degré est techniquement possible, mais politiquement difficile et peu probable.

"Nous sommes arrivés au stade où le budget carbone de 1,5°C est si petit qu'il perd presque tout son sens", a déclaré le climatologue Glen Peters de l'institut climatique norvégien CICERO, qui n'a pas participé à la recherche. "Si votre visage est sur le point de cogner contre le mur à 100 milles à l'heure, cela n'a aucune importance si votre nez est actuellement à 1 ou 2 millimètres du mur. … Nous nous dirigeons toujours dans la mauvaise direction à 100 milles à l'heure. ".

Les gens "ne devraient pas s'inquiéter, ils devraient agir", a déclaré le climatologue Piers Forster de l'Université de Leeds, qui ne faisait pas partie de l'équipe de Lamboll. Agir aussi vite que possible « peut réduire de moitié le taux de réchauffement au cours de cette décennie ».

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COMMENTAIRES

Je ne crois pas possible  que  l humanité  empeche cette limite de non retour     .En revanche   je crois possible que le passage  du combustible fossile  a l electriqoue  soit atteint par la fusion nucléaire controlée  et   aussi par  le controle   chimique  du taux de CO2  dans l air   

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More information: Robin Lamboll, Assessing the size and uncertainty of remaining carbon budgets, Nature Climate Change (2023). DOI: 10.1038/s41558-023-01848-5. www.nature.com/articles/s41558-023-01848-5

Journal information: Nature Climate Change 

© 2023 The Associated Press. All rights reserved. This material may not be published, broadcast, rewritten or redistributed without permission.

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Window to avoid 1.5°C of warming will close before 2030 if emissions are not reduced, study shows

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SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENY

 

Massive anomaly within Earth's mantle may be remnant of collision that formed moon

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Une anomalie massive dans le manteau terrestre pourrait être un vestige de la collision qui a formé la Lune

par l'Académie chinoise des sciences

Les grands terrains à faible vitesse (LLVP) situées dans les profondeurs du manteau terrestre pourraient être des reliques des matériaux du manteau théien. Crédit : Deng Hongping et Hangzhou Sphere Studio

Une équipe de recherche internationale interdisciplinaire a récemment découvert qu'une anomalie massive à l'intérieur de la Terre pourrait être un vestige de la collision qui a formé la Lune il y a environ 4,5 milliards d'années.

Cette recherche offre de nouvelles informations importantes non seulement sur la structure interne de la Terre, mais également sur son évolution à long terme et la formation du système solaire interne.

L'étude, qui s'appuyait sur les méthodes informatiques de dynamique des fluides mises au point par le professeur Deng Hongping de l'Observatoire astronomique de Shanghai (SHAO) de l'Académie chinoise des sciences, a été publiée en couverture dans Nature le 2 novembre.

La formation de la Lune reste une énigme persistante pour plusieurs générations de scientifiques. La théorie dominante suggère qu'au cours des dernières étapes de la croissance de la Terre, il y a environ 4,5 milliards d'années, une collision massive, connue sous le nom d'« impact géant », s'est produite entre la Terre primordiale (Gaia) et une proto-planète de la taille de Mars connue sous le nom de Theia. On pense que la Lune s'est formée à partir des débris générés par cette collision.

Des simulations numériques ont indiqué que la lune a probablement hérité du matériel principalement de Theia, tandis que Gaia, en raison de sa masse beaucoup plus importante, n'a été que légèrement contaminée par le matériel théien.

Étant donné que Gaia et Theia étaient des formations relativement indépendantes et composées de matériaux différents, la théorie suggérait que la Lune, dominée par le matériau théien, et la Terre, dominée par le matériau Gaïen, devraient avoir des compositions distinctes. Cependant, des mesures isotopiques de haute précision ont révélé plus tard que les compositions de la Terre et de la Lune sont remarquablement similaires, remettant ainsi en question la théorie conventionnelle de la formation de la Lune.

Simulation MFM de l'impact canonique géant formant la lune. Ici, différentes couleurs retracent différentes composantes de Gaia et Theia. Le manteau inférieur de Gaia, désigné par le cercle pointillé d'un rayon de 0,8 rayon terrestre (RE), n'est que marginalement contaminé par le manteau théien. Crédit : Bi Rongxi et Deng Hongping

Bien que divers modèles raffinés de l’impact géant aient été proposés par la suite, ils ont tous été confrontés à des défis.

Afin d'affiner davantage la théorie de la formation lunaire, le professeur Deng a commencé à mener des recherches sur la formation de la Lune en 2017. Il s'est concentré sur le développement d'une nouvelle méthode informatique de dynamique des fluides appelée Meshless Finite Mass (MFM), qui excelle dans la modélisation précise de la turbulence et du mélange de matériaux. .

En utilisant cette nouvelle approche et en effectuant de nombreuses simulations de l'impact géant, le professeur Deng a découvert que la Terre primitive présentait une stratification du manteau après l'impact, les manteaux supérieur et inférieur ayant des compositions et des états différents. Plus précisément, le manteau supérieur présentait un océan de magma, créé par un mélange approfondi de matériaux provenant de Gaia et de Theia, tandis que le manteau inférieur restait en grande partie solide et conservait la composition matérielle de Gaia.

"Des recherches antérieures avaient accordé une importance excessive à la structure du disque de débris (le précurseur de la Lune) et avaient négligé l'impact de la collision géante sur la Terre primitive", a déclaré Deng.

Après des discussions avec des géophysiciens de l'École polytechnique fédérale de Zurich, le professeur Deng et ses collaborateurs ont réalisé que cette stratification du manteau aurait pu persister jusqu'à nos jours, correspondant aux réflecteurs sismiques globaux situés au milieu du manteau (situés à environ 1 000 km sous le manteau). La surface de la terre).

Plus précisément, l'ensemble du manteau inférieur de la Terre pourrait encore être dominé par le matériau Gaïen d'avant l'impact, qui a une composition élémentaire différente (y compris une teneur en silicium plus élevée) que le manteau supérieur, selon l'étude précédente du professeur Deng.

"Nos découvertes remettent en question la notion traditionnelle selon laquelle l'impact géant a conduit à l'homogénéisation de la Terre primitive", a déclaré le professeur Deng. "Au lieu de cela, l'impact géant formant la Lune semble être à l'origine de l'hétérogénéité du manteau primitif et marque le point de départ de l'évolution géologique de la Terre au cours de 4,5 milliards d'années."

Un autre exemple de l'hétérogénéité du manteau terrestre est celui de deux régions anormales, appelées grandes provinces à faible vélocité (LLVP), qui s'étendent sur des milliers de kilomètres à la base du manteau. L’un est situé sous la plaque tectonique africaine et l’autre sous la plaque tectonique Pacifique. Lorsque les ondes sismiques traversent ces zones, leur vitesse est considérablement réduite.

Les LLVP ont des implications significatives sur l'évolution du manteau, la séparation et l'agrégation des supercontinents et les structures des plaques tectoniques de la Terre. Leurs origines restent cependant mystérieuses.

Le Dr Yuan Qian du California Institute of Technology, ainsi que ses collaborateurs, ont proposé que les LLVP auraient pu évoluer à partir d'une petite quantité de matériel théien entré dans le manteau inférieur de Gaia. Ils ont ensuite invité le professeur Deng à explorer la répartition et l'état de la matière théienne dans les profondeurs de la Terre après l'impact géant.

Grâce à une analyse approfondie des précédentes simulations d'impact géant et à la réalisation de nouvelles simulations de plus haute précision, l'équipe de recherche a découvert qu'une quantité importante de matériau du manteau théien, environ 2 % de la masse de la Terre, pénétrait dans le manteau inférieur de Gaia.

Le professeur Deng a ensuite invité l'astrophysicien computationnel, le Dr Jacob Kegerreis, à confirmer cette conclusion en utilisant les méthodes traditionnelles d'hydrodynamique des particules lissées (SPH).

L’équipe de recherche a également calculé que ce matériau du manteau théien, semblable aux roches lunaires, est enrichi en fer, ce qui le rend plus dense que le matériau Gaïen environnant. En conséquence, il a rapidement coulé jusqu’au fond du manteau et, au cours d’une convection mantellique à long terme, a formé deux régions LLVP proéminentes. Ces LLVP sont restées stables tout au long de 4,5 milliards d’années d’évolution géologique.

L'hétérogénéité du manteau profond, que ce soit au niveau des réflecteurs du milieu du manteau ou des LLVP à la base, suggère que l'intérieur de la Terre est loin d'être un système uniforme et « ennuyeux ». En fait, de petites quantités d’hétérogénéité profonde peuvent être amenées à la surface par des panaches du manteau – des courants thermiques ascendants cylindriques provoqués par la convection du manteau – comme ceux qui ont probablement formé Hawaï et l’Islande.

Par exemple, des géochimistes étudiant les rapports isotopiques des gaz rares dans des échantillons de basalte islandais ont découvert que ces échantillons contiennent des composants différents des matériaux de surface typiques. Ces composants sont des vestiges de l'hétérogénéité du manteau profond datant de plus de 4,5 milliards d'années et servent de clés pour comprendre l'état initial de la Terre et même la formation des planètes proches.

Selon le Dr Yuan, « Grâce à une analyse précise d'un plus large éventail d'échantillons de roches, combinée à des modèles d'impact géant et des modèles d'évolution de la Terre plus raffinés, nous pouvons déduire la composition matérielle et la dynamique orbitale de la Terre primordiale, Gaia et Theia. nous permet de contraindre toute l’histoire de la formation du système solaire interne. »

Le professeur Deng voit un rôle encore plus large pour l’étude actuelle. "Cette recherche constitue même une source d'inspiration pour comprendre la formation et l'habitabilité des exoplanètes au-delà de notre système solaire."

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COMMENTAIRES 

La théorie de l’impact géant  pourrait etre considérée comme  une étude archéologique  de la  Terre  s il n y avait pas a l appui des simulations des preuves  physiques et chimique de ces hetérogénéités  ....

''fossiles"" !

Les scientifiques  de cet article 

affirment avoir enfin trouvé les restes de Theia.... Des parties de l'impacteur Theia auraient survécu  comme de vieux ossements tout au long de l'histoire de la Terre  à l intérieur du manteau profond

XXMore information: Qian Yuan, Moon-forming impactor as a source of Earth's basal mantle anomalies, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06589-1. www.nature.com/articles/s41586-023-06589-1

Journal information: Nature 

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