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Lithium et troubles bipolaires

Une action à élucider

Les troubles bipolaires se traduisent par une vie rythmée d'épisodes de dépression entrecoupés de phases maniaques, c'est-à-dire d'états de grande excitation pathologique. Sur le long terme, on observe une perte de la matière ...

Un gel reconstructeur

© Wiki Commons

 

Un espoir pour réparer les tissus

Une équipe de chercheurs de l’Université Johns Hopkins School of Medecine à Baltimore (États-Unis) a développé un gel qui mime la micro-architecture et les propriétés ...

Mars a tremblé

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6 avril 2019. Le détecteur sismique SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) de la sonde spatiale martienne InSight relève un signal sismique (sol 128, c'est-à-dire après 128 jours passés sur le sol martien) faible mais distinct. D’autres signaux ...

Une nouvelle espèce d’hominidé découverte aux

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Découverts sur l’île de Luzon, dans la grotte de Callao aux Philippines, des fossiles vieux de plus de 50 000 ans ont entraîné une véritable effervescence. Menées par l'University of the Philippines, l'Australian National University et le Muséum National ...

Une nouvelle définition du kilogramme

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La 26éme conférence générale des poids et mesures a conduit à redéfinir certaines unités. Depuis 1899, l’étalon du kilogramme, baptisé le « grand K », était conservé au Bureau international ...

Première image d'un trou noir

© Event Horizon Telescope Collaboration

Les moyens d'observation

C’est grâce à la collaboration de plus de 200 scientifiques, que la première image d’un trou noir a pu être publiée. Le « cliché » du trou noir de la galaxie ...

Transport de l’énergie électrique

La quasi-totalité de l’énergie électrique dans le monde est produite puis transportée vers les villes et les centres industriels sous forme de courant

Atmosphère de la Terre primitive

Auteur C Eeckhout.

L’atmosphère primitive et son évolution

Au Précambrien, l'atmosphère primitive de notre planète était dépourvue d’oxygène et riche en dioxyde de carbone (CO2) et en méthane, ainsi qu’en gaz soufrés provenant d’une intense activité volcanique. Elle renfermait également de l’ammoniaque à des concentrations probablement extrêmement faibles, ainsi que de très petites quantités d’hydrogène car, très légère, cette molécule s’échappe facilement vers l’espace.

Présent en abondance dans l’atmosphère, le méthane et le CO2 généraient un effet de serre suffisant pour réchauffer la planète, alors illuminée par un Soleil moins intense qu’aujourd’hui. Mais a contrario, les concentrations atmosphériques étaient telles que ce gaz était susceptible de réagir sous l’action des ultraviolets pour former des nuages d’aérosols de molécules organiques. Ces derniers auraient pu partiellement obscurcir la planète, agissant ainsi contre l’effet de serre. « C’est pourquoi, comme le souligne Kevin Lepot du Laboratoire d'Océanologie et de Géosciences de l’Université de Lille, il est intéressant de comprendre quels mécanismes produisaient et/ou détruisaient le méthane sur la Terre primitive. En particulier, certains microorganismes sont capables de produire du méthane (méthanogénèse), mais aussi de l’oxyder (méthanotrophie) ». Ainsi, les stromatolites sont des formations rocheuses calcaires sédimentaires qui  résultent du développement de tapis bactériens. S’ils  sont aujourd’hui constitués essentiellement de cyanobactéries, d’autres microorganismes sont essentiels dans leur formation et ils auraient pu avoir un rôle dominant dans le passé lointain.

L'étude

Une étude conduite par une collaboration internationale de chercheurs a révélé les plus grands enrichissements en carbone 12 de stromatolites fossiles datant du Précambrien. Ces enrichissements en 12C, couplés à la présence de soufre organique, laissent penser aux chercheurs que ce serait le résultat d'une méthanotrophie anaérobie, c'est-à-dire de l'oxydation du méthane sans oxygène. L’étude démontre ainsi que la méthanotrophie anaérobie était un métabolisme actif il y a 2,7 milliards d'années. Elle aide à mieux comprendre le fonctionnement des communautés microbiennes associées aux stromatolites anciens, avant l’oxygénation de l’atmosphère terrestre, mais aussi à mieux appréhender le cycle du carbone à une époque où le méthane était un acteur majeur de l’atmosphère.

Pour en savoir plus

Source : Actualités du CNRS-INSU" http://www.insu.cnrs.fr/node/9710
Sur le Précambrien : http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/precambrien.html
Sur le cycle du méthane :http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/methanogenese.xml

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du premier stage au premier emploi


VKS, l'effet dynamo reproduit en laboratoire
L'expérience de dynamo fluide de la collaboration VKS imite le phénomène de dynamo naturelle, à l'origine des variations des champs magnétiques planétaires et stellaires.

La dynamique du champ magnétique

Le courant électrique que nous utilisons est en grande partie généré par effet dynamo ou en tout cas par des phénomènes similaires. Dans l'Univers, l'effet dynamo joue aussi un rôle clef dans le champ magnétique des planètes et des étoiles. Dans une dynamo solide, l'énergie mécanique du mouvement d'un aimant est convertie en énergie électromagnétique dans la bobine. Dans une dynamo fluide, l'aimant est remplacé par un fluide conducteur dont le mouvement induit un champ magnétique.

En 2007, la collaboration VKS applique cet effet dynamo à du sodium liquide mis en rotation turbulente, d'où son nom d'expérience de dynamo Von-Kármán-Sodium. Dans un cylindre rempli de ce liquide métallique, deux turbines tournent en sens inverse. Lorsque l'on augmente la vitesse de rotation, l'écoulement acquiert toutes les caractéristiques de la turbulence, créant un vortex de liquide, qui génère un champ magnétique. En effet, au-delà d'un certain seuil de turbulence, les variations de champ magnétique au niveau moléculaire se renforcent les unes les autres, créant un champ magnétique à l'échelle macroscopique. En 2017, une équipe a utilisé la géométrie de cette expérience pour réaliser une simulation à haute résolution de cet effet dynamo. Le flux de sodium est modélisé à l'intérieur même du dispositif, non plus seulement au niveau des pales.

Mieux comprendre les champs magnétiques des corps célestes

La plupart des planètes, étoiles et galaxies possèdent un champ magnétique, engendré spontanément par l'effet de dynamo fluide. Dans le cas des dynamos stellaires et planétaires, les écoulements à leur origine sont généralement provoqués par le mouvement d’ensemble de l'astre. L'expérience VKS et ses simulations permettent d'imposer ce type de rotation à un fluide en faisant tourner une turbine plus rapidement que l’autre. Le champ magnétique alors obtenu évolue au cours du temps, avec des renversements erratiques de sa direction, un comportement similaire à ce que l’on sait de l’évolution du champ terrestre au cours des âges.

Certaines caractéristiques de la dynamo d'objets astronomiques à cœur liquide et conducteur peuvent donc être étudiées en laboratoire, dans des situations contrôlées. C'est le cas de la Terre, où le champ magnétique passe d'un état stable à un état présentant des inversions périodiques, tous les cent mille ans environ, le dernier s'étant déroulé il y a sept cent mille ans. En plus de laisser dans les sédiments des traces utiles pour reconstituer le passé géologique de notre planète, les variations du champ magnétique affaiblissent la magnétosphère durant les quelques milliers d'années que dure en moyenne un renversement. Un tel phénomène pourrait exposer nos réseaux de télécommunications aux rayons solaires et cosmiques.

En savoir plus

Étudier sur Terre la génération du champ magnétique à l'intérieur des étoiles et des planètes, sur Le fil Science et Technos, site du CEA

Le champ magnétique de deux aimants, sur Sciences en ligne

Origine du champ magnétique solaire, à propos de la dynamo solaire

La rédaction de Sciences en Ligne
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