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Vers un mécanisme de dissociation des liaisons induite par les rayonnements ionisants dans l’oxygène, l’eau et la fragmentation de la guanine et de l’ADN: une simulation de la théorie fonctionnelle de la densité.

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Vers un mécanisme de dissociation des liaisons induite par les rayonnements ionisants dans l’oxygène, l’eau et la fragmentation de la guanine et de l’ADN: une simulation de la théorie fonctionnelle de la densité.

Notre modèle de squelette d’ADN est similaire au résidu de désoxyribose utilisé dans d’autres Ab – initio Des calculs comme Ref.33 Où le système d’intérêt consiste en un noyau d’ADN qui a été modelé par un groupe amino attaché à un désoxyribose, comme indiqué sur les Fig. 2a – c. Le cycle sucre désoxyribose est un composant important des nucléotides et joue un rôle dans la stabilisation de la structure en double hélice de l’ADN. Tout endommagement de l’anneau de sucre provoque la rupture des fils et la formation d’une rupture de fil unique (SSB). La formation d’une paire de SSB dans des brins opposés, dans les dix paires de bases, entraîne une fracture simple à double brin (DSB).

Notre modèle de squelette d’ADN est similaire aux résidus de désoxyribose utilisés dans d’autres calculs tels que les refs.12,33 Dans lequel le système d’intérêt consiste en un noyau d’ADN modifié par un groupe amino attaché à un désoxyribose en présence d’un radical OH- comme le montre la figure 4 dans la réf.1 2. Dans les modèles à gros grains, tels que QM-MM, il est possible d’ajouter toute la structure de la guanine (ou de toute autre base) à l’anneau de sucre et d’étendre le fragment d’ADN en une molécule plus grande, en manipulant une partie dans le QM et une autre. au moyen d’un champ de force de mécanique moléculaire (MM) classique, voir par exemple réf.14.

Pour étudier l’effet des rayonnements ionisants sur les particules, nous avons systématiquement effectué un calcul DFT des particules dans différents états de charge. Pour un représentant à base d’ADN, nous considérons la guanine en plus des molécules d’oxygène et d’eau dans nos simulations.

L’effet de l’extraction d’électrons sur la molécule d’oxygène

Les espèces d’oxygène sont connues pour jouer un rôle important dans les cellules cancéreuses et normales sous rayonnement. Les cellules cancéreuses ont généralement moins d’oxygène dans un environnement complexe appelé hypoxie, elles sont donc plus résistantes aux radiations que les tissus normaux.

Pour le rayonnement à faible transport linéaire (LET), les cellules irradiées dans des conditions toxiques conservent environ 2,9 fois plus d’espaceurs appariés (DSB) que les cellules irradiées dans des conditions hypoxiques. Cela indique qu’une diminution significative de la concentration en oxygène a un effet plus important par rapport à la concentration normale en oxygène dans la cellule34.

Il a également été suggéré que l’appauvrissement en oxygène entraîne une réduction de la toxicité tissulaire normale aux débits de dose FLASH qui se produisent dans les femto à nanosecondes de rayonnement, car les dommages biomoléculaires sont réduits dans un environnement avec des niveaux d’oxygène vix.16. De plus, il existe des transitions spécifiques dans l’oxygène qui rendent l’oxygène moléculaire toxique, comme l’oxygène unique. Ainsi, il est important de comprendre la stabilité de la molécule d’oxygène car elle joue un rôle crucial dans ce que l’on appelle l’effet d’appauvrissement en oxygène et si l’environnement de rayonnement induit par la charge facilite la dissociation de la molécule d’oxygène.

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Tout d’abord, l’oxygène (O\(_{2}\)) la molécule a été optimisée et la distance de liaison et l’énergie d’équilibre ont été obtenues. La longueur de la liaison OO s’est avérée être de 1,233 Å, ce qui est cohérent avec les valeurs de calcul expérimentales et précédemment rapportées. Pas moi\(_{2}\) molécule, nous notons que l’extraction progressive des électrons montre initialement une légère contraction de la longueur de la liaison, puis se dilate lorsqu’un grand nombre d’électrons sont éliminés (voir Fig. 3). La variation de la longueur de la liaison en fonction de l’état de charge de la molécule d’oxygène est présentée dans le tableau 1. L’élimination des électrons affaiblit la force de la liaison et donc l’énergie de dissociation de la liaison diminue. Dans une molécule d’oxygène pur, l’énergie de dissociation des liaisons est plus forte du fait de la formation de doubles liaisons (119 kcal/mol soit 5,15 V/liaison).

La figure 3 montre la longueur de la liaison en fonction de l’état de charge (q). L’étiquette de l’axe des x 1 indique l’état de charge +1 avec un électron retiré, ce qui entraîne une charge positive dans la molécule. Nous avons remarqué qu’avec q = +4 (4 électrons retirés), cela montre une dissociation des liaisons. La distance (d = 7,5 Å) est due à la taille de boîte choisie de 15 Å, ce qui indique qu’ils sont isolés les uns des autres.

figure 3

L’effet de l’élimination d’un électron dans une molécule d’oxygène. Les points représentent une liaison O – O et la distance relative de la liaison est indiquée par les atomes O.

Tableau 1 Effet de l’élimination des électrons sur la longueur de liaison (d) de O\(_{2}\) bateau.

Effet de l’extraction d’électrons sur les molécules d’eau

molécules d’eau (H\(_{2}\)O) est omniprésent et joue un rôle important dans les processus vitaux, et est stabilisé en tant que molécule triatomique avec C2v La symétrie moléculaire et l’angle de liaison est de 104,5\(^{\circ}\) entre un atome d’oxygène et deux atomes d’hydrogène. La longueur de liaison H – O est proche de la longueur de liaison (O – H) de 0,9572 Å et de l’angle de liaison (H – O – H) de 104,5 \(^{\circ}\). Nos données calculées sont en bon accord avec les rapports expérimentaux, comme le montre le tableau 2. Nous avons observé que lorsque des électrons sont extraits d’une molécule d’eau, les longueurs de liaison (H – OH) et l’angle de liaison (H – O – H) changent de manière significative comme montré dans les Fig. 4 et 5. Notez que ces calculs ont été effectués dans le vide. Le chemin de dissociation d’une molécule d’eau, entourée d’autres molécules d’eau, sera significativement différent car en milieu aqueux la formation de radicaux OH est plus probable. Dans la figure 3, aucun de ces scénarios ne correspond à la formation d’un radical OH, simplement à cause de la symétrie géométrique d’un seul H.\(_2\)O molécule et l’état limite périodique utilisé dans le calcul DFT.

Tableau 2 Effet de l’élimination des électrons sur la longueur de la liaison H.\(_{2}\)O molécule.

La dissociation de la liaison HO – H dans une molécule d’eau prend 118,8 kcal/mol (497,1 kJ/mol) lorsqu’aucune charge n’est impliquée. L’énergie de liaison des liaisons O – H d’une molécule d’eau est d’environ 110,3 kcal/mol (461,5 kJ/mol)35. Dans le cas d’un environnement ionisant, ces valeurs seront réduites et, par conséquent, la réduction conduit à une fragmentation facile des liaisons, comme le montre la figure 4. La figure 5 montre comment la longueur et les angles des liaisons changent avec l’augmentation de l’élimination des électrons d’un composé aqueux.

Figure 4
Figure 4

L’effet d’enlever un électron dans une molécule d’eau.

Pour un environnement hautement ionisant, les angles de liaison s’écartent d’anguleux à planaires avant que les liaisons ne soient rompues, comme indiqué pour le cas de charge (q = 2). Cela indique que l’extraction des deux électrons par molécule d’eau est (3.20435324 \(\fois 10^{-19}\) coulombs par molécule) sont suffisants pour entraîner la fragmentation en ions.

Figure 5
Figure 5

L’effet d’enlever un électron dans une molécule d’eau. Les points représentent les angles de liaison H – O – H.

Effet de l’extraction d’électrons sur la guanine et sur un fragment d’une molécule d’ADN

Dans cette sous-section, nous présentons l’effet de l’extraction d’électrons sur la guanine et une partie de la molécule d’ADN. La guanine, comme le montre la figure 6, est l’une des quatre principales nucléobases de l’ADN. (2-amino-1,9-dihydro-6H-purin-6-one : IUPAC) consiste en un système cyclique pyrimidine-imidazole condensé avec des doubles liaisons conjuguées et a une structure moléculaire plane. Pour éviter l’interaction parasite due à la condition aux limites périodiques (PBC) dans le calcul DFT, un grand carré simulé a été adopté pour chaque molécule. Parce que ces molécules ont des liaisons multiples, au lieu d’observer la longueur d’une seule liaison, nous observons la somme des déplacements atomiques par rapport aux configurations élémentaires. La fragmentation progressive de la molécule de guanine est observée comme illustré à la Fig. 7. La somme correspondante des états de déplacement des atomes en fonction des états de charge est illustrée à la Fig. 8. Nous avons observé que lorsque l’état de charge est 4e, le La double liaison C-C est rompue, ce qui entraînera une instabilité structurelle.

Figure 6
Figure 6

L’effet de l’élimination d’un électron dans une molécule de guanine.

Figure 7
Figure 7

Déplacement total des atomes en fonction de la charge (q) dans la guanine. La somme du déplacement en Å et de la charge en termes de nombre d’électrons supprimés.

Figure 8
Figure 8

L’effet d’enlever un électron dans un segment d’une molécule d’ADN.

De même, lorsque des électrons sont extraits d’un segment d’ADN comme le montre la figure 8, les liaisons commencent à changer et à se séparer lorsque le changement est suffisant, tel que q = 4e. Finalement, la molécule commence à se décomposer en fragments plus petits dans un environnement d’ionisation suffisamment élevé. Cela indique que ces particules sont susceptibles de se dégrader lorsqu’elles sont exposées à un environnement de rayonnement ionisant.

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Les rayonnements ionisants peuvent extraire des électrons de ces molécules, ce qui donne des ions pouvant entraîner une dissociation des liaisons. Nos résultats indiquent que le rayonnement affecte directement la structure atomique de l’ADN en provoquant une fragmentation. De plus, il peut y avoir des effets secondaires tels que la création d’espèces réactives de l’oxygène qui oxydent les protéines et les lipides, causent des dommages à l’ADN et, finalement, l’effet global peut provoquer la mort cellulaire et une catastrophe mitotique.36.

Figure 9
Figure 9

L’effet de la déshydrogénation dans la molécule de guanine. Notation — 1H1 dénote H retiré de la première configuration, 1H5 dénote 1H retiré qui est la cinquième configuration. De même, atome 2H1:2H supprimé qui est la première configuration considérée et ainsi de suite. L’énergie de formation se rapporte à la configuration la plus énergétiquement stable de tous les H.

Effet de la teneur en hydrogène sur l’extraction des électrons et la stabilité de l’ADN

Les molécules déficientes en hydrogène, les principaux dommages à l’ADN dans le processus indirect, ont été examinées afin de vérifier leur dépendance à la dissociation induite par la charge. Pour illustrer, les atomes H ont été progressivement retirés de la guanine, comme le montre la figure 9. Fait intéressant, la fragmentation des molécules se produit avec moins d’élimination d’électrons. Un cycle guanine périodique est stable pour charger l’état 3e s’il passe trois atomes d’hydrogène. La géométrie moléculaire de la guanine montre une modification significative du dénudage des atomes 4 ou 5 H. En cas de déficit en 5H, l’état de charge du 3e sépare complètement la molécule dans la chaîne moléculaire.

Figure 10
Figure 10

L’effet d’extraction d’électrons dans l’hydrogène a réduit la molécule de guanine.

D’après nos calculs, la guanine ne se dissocie que lorsque les atomes H (\(q = 0\) dans la Figure 10). L’effet combiné de la charge et de l’environnement à faible teneur en H, comme le montre la figure 10, fragmentera ces particules. Cela indique que la dissociation induite par la charge des particules dépend fortement de l’environnement d’hydrogène. Notez que la redéfinition de la géométrie moléculaire des guanines après élimination des atomes H, a entraîné des géométries initiales légèrement différentes. Différentes configurations structurelles en fonction du nombre de processus d’extraction d’hydrogène de la guanine affectent la stabilité de la molécule en raison de l’élimination ultérieure des électrons. La géométrie améliorée s’est montrée différemment si nous avions d’abord supprimé les électrons. Par conséquent, ces deux processus, l’extraction d’hydrogène et l’élimination des électrons ne se transfèrent pas car leur structure moléculaire optimale correspondante n’est pas identique. Cette observation indique l’effet d’un changement structurel local dans le scénario réel de dommages à l’ADN, car le décapage H est un processus beaucoup plus lent par rapport aux dommages directs qui consistent essentiellement en l’élimination des électrons.

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Étant donné que les dommages indirects sont un processus lent, en raison de la réaction-diffusion des radicaux OH, nous attribuons des dommages directs suivis de dommages indirects à l’interaction de l’ADN avec une seule voie de rayonnement responsable de l’étendue linéaire dans le modèle de survie cellulaire au carré linéaire. Le deuxième scénario, à savoir l’élimination de H et l’ionisation directe ultérieure, est le plus pertinent pour les dommages à l’ADN induits par deux voies pertinentes pour le terme quadratique dans le modèle quadratique de survie cellulaire linéaire.

Il est essentiel de souligner que les codes Monte Carlo (MC) actuels utilisés pour étudier l’effet des rayonnements sur les matériaux biologiques manquent de détails car ils utilisent certaines valeurs empiriques pour l’excitation et les dommages à l’ADN.24,37 Par conséquent, le calcul actuel des premiers principes fournit des paramètres d’entrée importants à prendre en compte dans ces modèles.

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Les perroquets en captivité semblent apprécier le chat vidéo avec leurs amis sur Messenger

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Les perroquets en captivité semblent apprécier le chat vidéo avec leurs amis sur Messenger

Les perroquets sont des créatures naturellement sociales. En captivité, où ils n’ont généralement pas de troupeau avec qui interagir, cela peut présenter de réels défis pour les garder heureux et en bonne santé. Mais des recherches récentes suggèrent que la technologie pourrait les aider à répondre davantage à leurs besoins sociaux. une Dirigé par des chercheurs de Université de Glasgow La Northeastern University a comparé les réponses des perroquets lorsqu’ils avaient la possibilité de discuter en vidéo avec d’autres oiseaux via Meta’s Messenger par rapport au visionnage de vidéos préenregistrées. Ils semblent préférer les conversations en temps réel.

La recherche s’appuie sur les résultats d’une série de petites études menées au cours des dernières années, dont une dans laquelle l’équipe a entraîné des perroquets de compagnie à passer des appels vidéo entre eux (avec l’assistance humaine) et une autre dans laquelle on leur a appris à jouer à des jeux sur tablette. Lors de la dernière expérience, neuf propriétaires de perroquets ont reçu des comprimés pour se préparer à accueillir leurs animaux de compagnie, puis ont été surveillés pendant six mois. Au cours de cette période, les perroquets, initialement présentés les uns aux autres par chat vidéo, ont pu s’appeler pendant jusqu’à trois heures, réparties sur 12 sessions. La moitié de ces sessions comprenaient des vidéos préenregistrées, tandis que l’autre moitié était des chats vidéo en direct via Messenger.

Les soignants qui ont enregistré les séances ont rapporté que les oiseaux semblaient plus engagés lors des interactions en direct. Ils ont lancé plus d’appels dans ces scénarios et ont passé en moyenne plus de temps à interagir avec les oiseaux à l’autre bout du fil.

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Au cours de chaque session, les perroquets étaient autorisés à passer jusqu’à deux appels, et les chercheurs ont constaté que ceux qui parlaient via Messenger atteignaient cette limite 46 % du temps, contre environ la moitié lorsqu’ils regardaient des vidéos préenregistrées. Au total, ils ont passé 561 minutes à discuter en vidéo sur Messenger, contre seulement 142 minutes à regarder des vidéos préenregistrées.

« L’apparence » vivante « semble avoir fait une différence dans les interactions des perroquets avec leurs parades. » Le Dr Elena Hercej Douglas a déclaré, même s’il convient de noter qu’une étude plus approfondie sera nécessaire avant de pouvoir tirer des conclusions définitives. « Leur comportement lors de l’interaction avec un autre oiseau vivant reflétait souvent les comportements qu’ils adopteraient avec d’autres perroquets dans la vie réelle, ce qui n’était pas le cas dans les sessions préenregistrées. » Cependant, les soignants ont généralement signalé que les appels en direct et préenregistrés semblaient avoir un effet positif sur les oiseaux.

« Internet recèle un grand potentiel pour donner aux animaux la possibilité d’interagir les uns avec les autres de nouvelles manières, mais les systèmes que nous construisons pour les aider à y parvenir doivent être adaptés à leurs besoins spécifiques et à leurs capacités physiques et mentales », a déclaré le médecin. Hersky Douglas. « Des études comme celle-ci peuvent aider à jeter les bases d’un Internet véritablement centré sur les animaux. »

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Comment les chats atterrissent-ils sur leurs pattes ?

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Comment les chats atterrissent-ils sur leurs pattes ?

Lorsque les chats tombent, ils se retournent sans effort, ce qui laisse les scientifiques perplexes depuis des décennies. Nos amis félins semblent défier les lois de la physique en se remodelant dans les airs sans interférence d’une autre force. Alors, comment ont-ils fait ?

Plusieurs facteurs influencent la capacité d’un chat à atterrir à quatre pattes, mais en termes simples, deux forces principales sont en jeu : la physique et les neurosciences.

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Que se passe-t-il lorsque la NASA perd les yeux sur Terre ? Nous sommes sur le point de le découvrir.

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Que se passe-t-il lorsque la NASA perd les yeux sur Terre ?  Nous sommes sur le point de le découvrir.

Au cours des prochaines années – personne ne sait exactement quand – trois satellites de la NASA, chacun aussi lourd qu’un éléphant, cesseront leurs activités.

Ils dérivent déjà et perdent peu à peu de l’altitude. Ils observent la planète depuis plus de deux décennies, bien plus longtemps que prévu, nous aidant à prévoir la météo, à gérer les incendies de forêt, à surveiller les marées noires et bien plus encore. Mais l’âge les rattrape, et bientôt ils serviront leur dernier service et entameront leur lente et définitive chute au sol.

C’est un moment que craignent les scientifiques.

Lorsque les trois orbiteurs – Terra, Aqua et Aura – seront arrêtés, une grande partie des données qu’ils collectaient les accompagnera, et les nouveaux satellites ne compenseront pas tout le ralentissement. Les chercheurs devront soit s’appuyer sur des sources alternatives qui ne répondent peut-être pas à leurs besoins spécifiques, soit rechercher des solutions alternatives pour permettre la continuité de leurs archives.

Avec certaines des données collectées par ces satellites, la situation est encore pire : aucun autre instrument ne continuera à les collecter. Dans quelques années, les belles caractéristiques qu’elle révèle de notre monde deviendront encore plus mystérieuses.

« La perte de ces données irremplaçables est tout simplement tragique », a déclaré Susan Solomon, chimiste atmosphérique au MIT. « À une époque où la planète a désespérément besoin de se concentrer sur la compréhension de la manière dont elle nous affecte et de la manière dont nous l’affectons, nous semblons être catastrophiquement endormis au volant. »

La principale zone que nous négligeons est la stratosphère, le foyer le plus important de la couche d’ozone.

À travers l’air raréfié et froid de la stratosphère, les molécules d’ozone sont constamment créées et détruites, éjectées et balayées, à mesure qu’elles interagissent avec d’autres gaz. Certains de ces gaz ont des origines naturelles ; D’autres sont là à cause de nous.

Un instrument sur Aura, une sonde à micro-ondes, nous donne notre meilleur aperçu de cet intense drame chimique, a déclaré Ross J. Salwich, un scientifique atmosphérique à l’Université du Maryland. Une fois le corona disparu, notre vision deviendra considérablement plus faible, a-t-il déclaré.

Les données provenant des sondes micro-ondes des membres ont récemment prouvé leur valeur de manière inattendue, a déclaré Salwich. Il a montré l’étendue des dommages causés à l’ozone par les feux de brousse dévastateurs en Australie fin 2019 et début 2020, et par une éruption volcanique sous-marine près des Tonga en 2022. Il a permis de montrer à quel point la pollution appauvrissant la couche d’ozone augmente dans la stratosphère à l’est. Asie de la mousson d’été dans la région.

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Si la connexion Internet n’est pas coupée aussi rapidement, l’appareil audio pourrait également aider à résoudre un grand mystère, a déclaré Salwich. « L’épaisseur de la couche d’ozone au-dessus des zones peuplées de l’hémisphère Nord est restée pratiquement inchangée au cours de la dernière décennie », a-t-il déclaré. « Il devrait être en train de récupérer. Et ce n’est pas le cas. »

Jack Kay, administrateur associé pour la recherche à la Division des sciences de la Terre de la NASA, a reconnu les inquiétudes des chercheurs concernant la fin de la sonde. Mais d’autres sources, y compris les instruments des satellites les plus récents, de la Station spatiale internationale et ici sur Terre, fourniront toujours une « très bonne fenêtre sur ce que fait l’atmosphère », a-t-il déclaré.

Les réalités financières obligent la NASA à prendre des « décisions difficiles », a déclaré Kay. « Ce serait génial si tout restait pour toujours ? Oui », a-t-il déclaré. Il a ajouté qu’une partie de la mission de la NASA consiste également à fournir de nouveaux outils aux scientifiques, des outils qui les aident à regarder notre monde sous un nouvel angle. mais, comme « Vous savez, si tout n’est pas pareil, vous devez faire de votre mieux. »

Pour les scientifiques qui étudient notre planète en évolution, la différence entre des données identiques ou presque identiques peut être significative. Ils peuvent penser qu’ils comprennent comment quelque chose se développe. Mais ce n’est qu’en le surveillant continuellement, de manière constante et sur une longue période, qu’ils pourront être sûrs de ce qui se passe.

Même une courte interruption dans les journaux peut créer des problèmes. Supposons que la banquise s’effondre au Groenland. William B. a dit : Gale, ancien président de la Société météorologique américaine, a déclaré qu’à moins de mesurer l’élévation du niveau de la mer avant, pendant et après, on ne pouvait jamais être sûr qu’un changement soudain était provoqué par un effondrement. « Vous pouvez l’imaginer, mais vous n’avez pas de données quantitatives », a-t-il déclaré.

L’année dernière, la NASA a interrogé des scientifiques sur la façon dont la fin de Terra, Aqua et Aura affecterait leur travail. Plus de 180 d’entre eux ont répondu à l’appel.

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Dans leurs lettres, obtenues par le New York Times grâce à une demande du Freedom of Information Act, les chercheurs ont exprimé leurs inquiétudes concernant un large éventail de données provenant des satellites. Informations sur les particules trouvées dans la fumée des incendies de forêt, la poussière du désert et les panaches volcaniques. Mesures d’épaisseur des nuages. Cartes à petite échelle des forêts, prairies, zones humides et cultures du monde.

Même s’il existe des sources alternatives pour ces informations, elles peuvent être moins fréquentes, moins précises ou limitées à certaines heures de la journée, autant de facteurs qui déterminent l’utilité des données, ont écrit les scientifiques.

Liz Muir adopte une approche rapprochée pour étudier l’atmosphère terrestre : en faisant voler des instruments à travers elle, sur des avions à des altitudes beaucoup plus élevées que celles que la plupart des avions peuvent atteindre. « Je me suis lancé dans ce domaine parce qu’il est passionnant et difficile d’accès », a déclaré Muir, qui enseigne à l’Université de Chicago. « Il est difficile de construire des instruments qui fonctionnent là-bas, il est difficile d’effectuer des mesures et il est difficile d’envoyer des avions là-bas. »

Elle a dit que ce serait plus difficile une fois le corona disparu.

Les avions peuvent échantillonner directement la chimie atmosphérique, mais pour comprendre la situation dans son ensemble, les scientifiques doivent encore combiner les mesures des avions avec les lectures des satellites, a déclaré Muir. « Sans satellites, nous prenons des instantanés sans contexte », a-t-elle déclaré.

Une grande partie des recherches de Muir se concentrent sur de minces nuages ​​de glace qui se forment entre 9 et 12 milles au-dessus de la surface de la Terre, dans l’une des couches les plus mystérieuses de l’atmosphère. Ces nuages ​​contribuent à augmenter la température de la planète, et les scientifiques tentent toujours de comprendre comment le changement climatique d’origine humaine les affectera.

« Il semble que nous allons arrêter de surveiller cette partie de l’atmosphère, exactement au moment où elle change », a déclaré Muir.

La fin de Terra et Aqua affectera la façon dont nous surveillons un autre facteur important de notre climat : la quantité de rayonnement solaire que la planète reçoit, absorbe et rebondit dans l’espace. L’équilibre entre ces quantités – ou plutôt le déséquilibre – détermine le degré de réchauffement ou de refroidissement de la Terre. Pour comprendre cela, les scientifiques s’appuient sur les instruments cloud de la NASA et sur le système d’énergie radiante de la Terre, ou CERES.

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Actuellement, quatre satellites volent avec des instruments CERES : Terra, Aqua et deux satellites plus récents qui approchent également de leur fin de vie. Cependant, une seule alternative est en préparation. Son espérance de vie ? cinq ans.

Norman J. a dit : « Au cours des dix prochaines années, nous passerons de quatre missions à une seule, et les autres missions auront dépassé leur apogée », a déclaré Loeb, le scientifique de la NASA qui dirige le CERES. « Pour moi, c’est vraiment préoccupant. »

De nos jours, avec l’essor de l’industrie spatiale privée et la prolifération des satellites autour de la Terre, la NASA et d’autres agences explorent une approche différente pour observer notre planète. L’avenir réside peut-être dans des instruments plus petits et plus légers, pouvant être mis en orbite à moindre coût et plus agiles qu’à l’époque de Terra, Aqua et Aura.

La National Oceanic and Atmospheric Administration développe une telle flotte pour surveiller la météo et le climat. Loeb et d’autres personnes de la NASA travaillent sur un instrument léger pour poursuivre leurs mesures du bilan énergétique de la Terre.

Mais pour que de telles technologies soient utiles, dit Loeb, elles doivent commencer à voler avant que les orbiteurs actuels ne disparaissent.

« Il faut une bonne et longue période de chevauchement pour comprendre les différences et résoudre les problèmes », a-t-il déclaré. « Sinon, il sera très difficile de faire confiance à ces mesures, si nous n’avons pas la possibilité de les prouver par rapport aux mesures existantes. »

D’une certaine manière, selon les scientifiques, c’est tout à l’honneur de la NASA que Terra, Aqua et Aura aient duré aussi longtemps. « Grâce à une combinaison d’une excellente ingénierie et d’une énorme chance, nous avons ces choses depuis 20 ans maintenant », a déclaré Walid Abdel Aty, ancien scientifique en chef de la NASA, aujourd’hui à l’Université du Colorado à Boulder.

« Nous sommes devenus accros à ces satellites. Nous sommes victimes de notre propre succès », a déclaré Al-Abdalati. « En fin de compte, la chance s’épuise. »


Cet article a été initialement publié sur New York Times.

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