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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

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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

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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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Une nouvelle définition du kilogramme
Entrée en vigueur de nouvelles définitions de certaines unités.

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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 des poids et mesures, à Sèvres. » Au fil du temps, la masse de ce cylindre composé d’iridium et de platine et placé sous trois cloches à vide,  a varié, entraînant des écarts allant jusqu’à 35μg entre les copies officielles servant de témoins. Pour Djamel Ziane, chercheur au Laboratoire National de Métrologie et d’Essais, « les écarts entre le Grand K et les étalons sont liés à des dérives naturelles dues aux manipulations, aux nettoyages. C’est un artefact physique, les dérives sont obligatoires. La nouvelle définition permet de s’affranchir de cette contrainte ».

Le kilogramme, basé sur la constante de Planck

La nouvelle définition repose sur la constante de Planck, issue de la physique quantique. La constante de Planck est utilisée pour décrire la quantité minimale d’énergie que l’on peut échanger à une fréquence donnée.  Or, énergie et masse sont reliées par l'équation d'Einstein E=mc². Mais encore faut-il  être capable de mesurer avec suffisamment de précision la constante de Planck. C'est chose faite avec la balance de Kibble, qui permet de comparer une puissance mécanique liée faisant intervenir le poids de l'étalon à une puissance électrique, que l’on peut relier à la constante de Planck (h). « Une bobine plongée dans un champ magnétique et parcourue par un courant crée une force verticale à même de compenser le poids de la masse étalon. En pratique, la balance alterne entre deux phases : une phase statique, correspondant à une pesée, et une phase dynamique, où cette fois-ci on déplace verticalement la bobine, faisant apparaître à ses bornes une tension induite. Pour chaque phase est déterminé avec précision le produit (B.l) de deux grandeurs : le champ magnétique (B) et la longueur de la bobine (l). C’est en écrivant l’égalité entre les deux valeurs obtenues que l’on peut extraire une valeur de h. Les deux phases ainsi alternées permettent également de faire disparaître les dérives » explique Djamel Ziane. Résultat : une précision de 1,2 .10-8.

La modification d’autres unités

D’autres unités ont été redéfinies lors de cette conférence : la mole, le kelvin et l’ampère afin de les indexer sur une constante.

La définition de la mole repose sur la définition du kilogramme. En effet, la mole exprime la quantité de matière contenue dans 0,012 kg de carbone 12. Sa valeur sera reliée à la quantité de matière grâce à la constante d’Avogadro, NA. Pour la constante d'Avogadro, la mesure a été réalisée en comptant le nombre d'atomes dans une sphère de silicium 28 et en se référant à la masse molaire du silicium, précisément comparée à celle du carbone 12.

Le kelvin était défini depuis 1954 comme la température du point triple de l’eau à 273,16 K, soit 0,01°C. Fixer le kelvin permettra d’éviter des imprécisions dues aux thermomètres. Il sera redéfini par rapport à la constante de Boltzmann qui est liée à la mesure d’agitation thermique des constituants fondamentaux d’un corps.

La définition de l'ampère reposait  sur un étalon de tension et un étalon de résistance, correspondant respectivement à l’effet quantique dans un semi-conducteur et à un effet qui apparaît à basse température dans un supraconducteur. L’ampère correspond à une charge par unité de temps et sera donc relié à la charge élémentaire.

Des unités plus précises

Les anciens étalons étaient instables et variables dans le temps ce qui entraîne des erreurs de calculs. Aujourd’hui, il devient de plus en plus nécessaire de pouvoir faire des mesures extrêmement précises face à la miniaturisation des technologies comme les nanomatériaux par exemple. Ce système d’unité sera plus stable et plus universel car fondé sur des invariants de la nature. Elles seront mises en vigueur le 20 mai 2019, journée mondiale de la métrologie.

En savoir plus : 

 

Camille Paschal 

Camille Paschal
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