science
Preuve de l’orbiteur et du laboratoire Rosetta
Le Rosetta Ion and Neutral Analysis Spectrometer (ROSINA) orbite autour de la comète 67P pour révolutionner notre compréhension de la composition des comètes. L’une des principales découvertes du satellite a été l’exploration de la formation Comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. Dans un nouveau rapport publié en La science avanceAhmed Mahgoub et une équipe de scientifiques planétaires du Jet Propulsion Laboratory de Caltech, du Colorado Aerospace Institute et de l’Université de Berne en Suisse ont utilisé les données de ROSINA pour étudier les particules de poussière volant lors de l’événement de poussière de septembre 2016.
Les scientifiques rapportent la découverte de grands types de soufre organique à la surface de la comète. Ensuite, ils ont effectué des simulations en laboratoire pour indiquer la formation de cette substance à partir de réactions chimiques initiées par l’irradiation de glace mélangée contenant du sulfure d’hydrogène. Les résultats ont mis en évidence l’importance de la chimie du soufre cométaire et sa présence dans matériau avant la mesure Pour faciliter la détection de matières soufrées organiques dans d’autres comètes et petits corps glacés en utilisant Télescope spatial James Webb.
Atterrir sur une comète
Lorsque la mission Rosetta a visité la comète 67P, le satellite a révélé Des idées merveilleuses des différentes molécules présentes sur la comète. Les chercheurs ont détecté des matières organiques à l’aide d’un instrument de télédétection, de spectromètres d’imagerie thermique visible et infrarouge et d’une série d’instruments, notamment RosineEt Ptolémée et le Expérience et composition d’échantillonnage de comètes. Les mesures effectuées avec ROSINA ont fourni des informations cruciales sur la chimie organique complexe des matériaux cométaires, ainsi que des informations supplémentaires sur la composition des phases semi-volatiles de la comète 67P.
Les mesures ont en outre révélé la détection de sels d’ammonium. Dans ce travail, Mahgoub et ses collègues discutent des données recueillies à partir des sondes Rosetta et ROSINA lors de l’événement d’impact de poussière amélioré de l’appareil. Ils ont interprété les données pour révéler la présence de grosses particules de soufre organique à faible volatilité incrustées dans les grains de poussière de la comète 67P. L’équipe a réalisé des simulations in vitro de la chimie organique initiée sur la comète en irradiant un simple mélange de glaces en présence ou non d’hydrogène sulfuré. Les résultats ont indiqué la dominance du soufre dans l’environnement et une origine possible de la chimie de la glace pour les espèces soufrées sur la matière cométaire.
La poussière est arrivée
Avant d’atterrir sur la comète, Rosetta a volé sur des orbites elliptiques au cours des dernières semaines de sa mission, l’altitude autour du centre diminuant progressivement. En septembre 2016, le vaisseau spatial a atteint son approche la plus proche de la comète. La sonde spatiale a vraisemblablement heurté une plaque de glace ou de poussière avant cela, ce qui a conduit à des observations du panache de gaz à haute densité pendant environ 3 heures dans près de l’appareil.
Les mesures effectuées au cours de l’étude ont indiqué une abondance d’une variété de particules contenant du soufre, à la fois avant et après l’événement de poussière. L’équipe a effectué des mesures de spectrométrie de masse pour identifier le sulfure de carbonyle et le disulfure de carbone comme des espèces qui n’ont pas augmenté de manière significative au cours de l’événement en raison de leur grande variabilité, par rapport au dioxyde de soufre, qui a augmenté d’environ deux ordres de grandeur. L’équipe a également surveillé la présence Particules de soufre organique semi-volatil à la surface de la comète 67P.
simulation en laboratoire
Les données de spectrométrie de masse à double foyer ROSINA (ROSINA-DFMS) obtenues lors de l’événement de poussière ont montré que la chimie du soufre est plus complexe et diversifiée que ce que l’on sait à ce jour ou que l’on suppose à partir de mesures dans Zombie silencieux coupable. Mahjoub et ses collègues ont émis l’hypothèse que ce résultat résultait de la chimie de la glace impliquant du sulfure d’hydrogène. Pour explorer cela en laboratoire, l’équipe a mené des expériences de rayonnement électronique sur des mélanges de glace en présence ou en l’absence des particules.
La configuration expérimentale impliquait une chambre hypervide en acier inoxydable, dans laquelle l’équipe a déposé de la glace sur un substrat en or fixé à un doigt froid d’un régulateur d’hélium à travers le gaz, préparant le mélange gazeux. La configuration comprenait un gain d’électrons dans la chambre f Coupe Faraday pour surveiller le courant du faisceau d’électrons. L’équipe a détecté les échantillons en évolution à l’aide d’un spectromètre infrarouge de Fourier. D’autres expériences ont mis en évidence la dissociation rapide du sulfure d’hydrogène dans la préparation, par rapport aux échantillons de méthanol et d’eau utilisés dans des expériences similaires, pour produire une concentration élevée de radicaux soufrés réactifs pour affecter principalement la chimie des films de glace.
perspectives
Ainsi, Ahmed Mahgoub et ses collègues décrivent des polymères organiques hétérocycliques dans de petits grains de glace interstellaires et des corps glacés. Ils ont émis l’hypothèse que la chimie probable de la glace de sulfure d’hydrogène des espèces observées. Ils ont mis en évidence l’existence d’autres voies de formation de composés soufrés organiques dans le milieu interstellaire diffus, et dans nébuleuse solaire. À l’aide de simulations en laboratoire, les scientifiques ont montré que des composés organiques contenant du soufre peuvent se former par bombardement d’ions soufre à partir de glace astrophysique contenant les composants carbone, oxygène et azote.
Le télescope spatial James Webb intégré tout au long de ce travail peut conduire à une meilleure compréhension Chimie du système solaireinclus comètesEt astéroïdes. Cet outil peut également aider les chercheurs à révéler la composition d’une variété de ces objets interstellaires ainsi que leurs similitudes ou différences, pour comprendre la formation et l’évolution du système solaire ; Où la chimie du soufre est d’intérêt. Le sort du soufre joue un rôle majeur dans l’évolution des comètes et des corps interstellaires glacés, bien qu’une grande partie de son rôle dans les éléments constitutifs du système solaire reste inconnu. Néanmoins, l’élément détient un potentiel prometteur pour répondre à l’origine et à l’évolution de ces petits objets glacés.
Plus d’information:
Ahmed Mahgoub et al., Molécules organiques complexes de soufre sur la comète 67P : Preuve des mesures de ROSINA et aperçu des simulations de laboratoire, La science avance (2023). DOI : 10.1126/sciadv.adh0394
IP Wright et al, composés organiques porteurs de CHO à la surface de 67P / Churyumov-Gerasimenko révélés par Ptolémée, les sciences (2015). DOI : 10.1126/science.aab0673
© 2023 Réseau Science X
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Une étude hébraïque réalisée aux États-Unis a révélé que l’ozone joue un rôle majeur dans le climat des exoplanètes
L’ozone, un gaz hautement réactif composé de trois atomes d’oxygène qui est un produit naturel et artificiel présent dans la haute atmosphère (stratosphère) et la basse atmosphère (troposphère) de la Terre, peut être bon ou mauvais pour la Terre.
Dans la haute atmosphère, il se crée naturellement lorsque les rayons ultraviolets et l’oxygène se mélangent. Là, la couche d’ozone, située entre 9,6 et 48 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, réduit la quantité de rayonnement ultraviolet nocif qui atteint la surface de la Terre ; Dans certaines parties de l’Australie, de la Nouvelle-Zélande, de l’Afrique du Sud, de l’Argentine et du Chili, il existe des trous d’ozone qui exposent les habitants à de nombreuses radiations.
Dans la basse atmosphère, celle que nous respirons, l’ozone se forme principalement à partir de réactions photochimiques entre deux grandes classes de polluants atmosphériques : les composés organiques volatils (COV) et les oxydes d’azote (NOx). Les sources importantes de COV sont les usines chimiques, les stations-service, les peintures à l’huile, les parkings, les presses à imprimer, les centrales électriques, les fours et chaudières industriels, les voitures et les camions. L’ozone contribue à ce que nous appelons le smog ou la brume.
Cependant, l’ozone est également un facteur en dehors de notre système solaire, dans les exoplanètes. Dans la recherche de la vie en dehors de notre système solaire, une nouvelle étude de l’Université hébraïque de Jérusalem (HU) étudie la dynamique atmosphérique de la planète Proxima Centauri b et le rôle important de l’ozone dans la formation des climats planétaires. La recherche représente un pas en avant majeur dans notre compréhension des exoplanètes habitables.
Une nouvelle étude menée par le Dr Assaf Hochman du Freddie et Nadine Herman Earth Institute de l’Université de Houston et son équipe a révélé de nouvelles informations sur l’atmosphère des exoplanètes semblables à la Terre.
L’avènement des observatoires de nouvelle génération, notamment le télescope spatial James Webb et les télescopes au sol avancés tels que les ELT, LIFE et HWO, a marqué le début d’une nouvelle ère d’exploration des exoplanètes.
L’étude, menée par Hochman en collaboration avec le Dr Paolo De Luca du Barcelona Supercomputing Center en Espagne, le Dr Thaddeus Komacek de l’Université du Maryland et Marek Bram de l’Université d’Édimbourg en Écosse, se concentre sur la mystérieuse planète Proxima Centauri. b, une planète mystérieuse. Une exoplanète très proche du système solaire terrestre.
Les chercheurs découvrent la relation entre les niveaux d’ozone et la stabilité atmosphérique
L’équipe a révélé le rôle de l’ozone dans la formation de la dynamique climatique de la planète Proxima Centauri b. Leurs découvertes, dérivées de simulations sophistiquées de modèles chimiques climatiques et de récents développements dans la théorie des systèmes dynamiques, révèlent une relation entre les niveaux d’ozone et la stabilité atmosphérique.
« Imaginez un monde dans lequel l’ozone affecte la température et la vitesse du vent et détient la clé de l’habitabilité de la planète », a déclaré Hochman. « Notre étude révèle ce lien complexe et souligne l’importance de prendre en compte l’ozone réactif et d’autres espèces photochimiques dans notre quête pour comprendre les exoplanètes semblables à la Terre. »
Le document de recherche a été publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society Sous le titre « L’effet de l’ozone sur la dynamique climatique des exoplanètes semblables à la Terre : le cas de l’étoile Proxima Centauri b ».
Les principaux résultats de l’étude révèlent l’effet de l’ozone réactif sur les propriétés de l’atmosphère de la planète. Il convient de noter que les recherches mettent en évidence l’impact significatif de l’ozone sur la répartition de la température atmosphérique et la configuration des vents. En intégrant l’effet de l’ozone, l’équipe a observé une réduction des différences de température hémisphérique et une augmentation de la température atmosphérique à des altitudes spécifiques, indiquant un équilibre délicat entre la composition chimique de l’atmosphère et la dynamique climatique.
En outre, l’étude révèle un cadre pour comprendre l’influence des espèces photochimiques sur la dynamique climatique des exoplanètes, ouvrant la porte à une compréhension plus approfondie des environnements habitables au-delà de notre système solaire.
« Nous sommes à l’aube d’une nouvelle ère dans l’exploration des exoplanètes », s’enthousiasme Hochman. « À chaque découverte, nous nous rapprochons de la découverte des secrets de mondes lointains et peut-être même de la découverte de signes de vie extraterrestre. »
L’équipe a déclaré que leur étude améliore notre connaissance de Proxima Centauri b et jette les bases de futures recherches sur l’atmosphère des exoplanètes. Les chercheurs ont conclu qu’en élargissant ce cadre pour inclure d’autres exoplanètes potentiellement habitables, les scientifiques visent à révéler une variété de compositions atmosphériques et de systèmes climatiques à travers l’univers, permettant ainsi une meilleure compréhension de la dynamique climatique de la Terre.
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L’étude révèle des changements dans les stocks de carbone et de nutriments du sol dans les terres agricoles des oasis désertiques
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Localisation de la zone d’étude et des sites d’échantillonnage des sols. (CK : terre désertique, R30 : terre agricole avec 30 ans de culture, R60 : terre agricole avec 60 ans de culture, R100 : terre agricole avec 100 ans de culture.). crédit: Géoderme (2024). est ce que je: 10.1016/j.geoderma.2024.116893
Les oasis arides du désert constituent une base de production agricole importante dans le nord-ouest de la Chine, et la réhabilitation du désert est la principale raison de son expansion continue. Cependant, les effets à long terme des pratiques agricoles traditionnelles sur les réserves de carbone et de nutriments du sol après la remise en état des terres agricoles des oasis arides restent floues.
Une équipe de recherche de l’Institut d’écologie et des ressources environnementales du Nord-Ouest de l’Académie chinoise des sciences a étudié le stockage du carbone et des nutriments dans les sols des terres agricoles de l’oasis de Changhe avec différents âges de remise en état. Ils ont utilisé une analyse de régression pour découvrir les modèles de changement dans le stockage du carbone et des nutriments au fil des années d’agriculture conventionnelle, et ont analysé les principaux facteurs influençant ces niveaux de stockage à l’aide d’un modèle forestier aléatoire.
L’étude est publiée dans Géoderme.
Les chercheurs ont découvert que les stocks de carbone du sol dans la couche de 0 à 40 cm étaient multipliés par 4,2 après la remise en état du désert, tandis que les stocks d’azote et de phosphore étaient multipliés par 1,2 à 6,5. Cependant, les analyses de régression ont montré une évolution spectaculaire des stocks de carbone et de nutriments au fil des années de culture.
De plus, les stocks de carbone et d’azote dans la couche de sol de 0 à 40 cm et les stocks de phosphore dans la couche arable ont cessé d’augmenter après 60 ans d’agriculture conventionnelle.
Les chercheurs ont également découvert que la stœchiométrie, le pH et la composition mécanique du sol étaient les principaux facteurs affectant les réserves de carbone et de nutriments dans les terres agricoles des oasis.
Cette étude a mis en évidence que même si la qualité des sols s’est considérablement améliorée suite à la remise en état du désert, l’efficacité à long terme de cette amélioration est limitée par les pratiques de gestion traditionnelles.
Par conséquent, le système traditionnel de gestion des terres agricoles des oasis dans les régions arides doit inclure des pratiques de conservation du sol appropriées pour garantir une production durable des sols.
Plus d’information:
Dingke Ma et al., L’agriculture conventionnelle à long terme après la remise en état du désert ne contribue pas à améliorer les stocks de carbone et de nutriments du sol, une étude de cas du nord-ouest de la Chine, Géoderme (2024). est ce que je: 10.1016/j.geoderma.2024.116893
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Imagerie spatiale Teledyne à bord du satellite EarthCARE
Teledyne Space Imaging, un fabricant britannique de capteurs d’imagerie, a fourni les principaux instruments et capteurs d’imagerie pour le satellite EarthCARE, un projet avancé de surveillance du climat terrestre dont le lancement dans l’espace est prévu en mai 2024 et mis en œuvre conjointement par l’Agence spatiale européenne (ESA). la société aérospatiale japonaise. Agence d’exploration (JAXA).
Le satellite EarthCARE sera lancé depuis la base spatiale de Vandenberg en Californie, aux États-Unis, à bord d’une fusée SpaceX Falcon 9. Sa mission est de faire progresser les connaissances humaines sur le rôle que jouent les aérosols et les nuages dans le système climatique de notre planète. Le satellite utilisera les instruments Teledyne Space Imaging pour capturer des données qui seront renvoyées sur Terre pour faciliter la surveillance environnementale et la prise de décision future. EarthCARE signifie Earth Cloud Aerosol et Radiation Explorer.
Le projet EarthCARE représente la mission Earth Explorer la plus importante et la plus complexe de l’ESA à ce jour. Le satellite a été conçu et fabriqué par un consortium de plus de 75 entreprises, sous la supervision du maître d’œuvre Airbus. Il mesurera les profils globaux des aérosols, des nuages et des précipitations, en mettant l’accent sur les flux radiatifs et les taux de chauffage qui en dérivent. Le satellite EarthCARE orbitera à une altitude d’environ 400 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre afin de se rapprocher le plus possible des aérosols et des cirrus présentant un intérêt particulier.
Teledyne Space Imaging a fourni un dispositif à couplage de charge personnalisé (CCD243) pour l’instrument ATLID du satellite. Cet appareil LIDAR dispose d’un récepteur à haute résolution spectrale et d’un canal de dépolarisation pour garantir des données aériennes de haute qualité.
Ce CCD spécialisé possède une résolution temporelle élevée qui lui permet de capturer des profils verticaux détaillés des aérosols et des cirrus via une technologie de détection avancée. Les capteurs d’imagerie sont conçus et optimisés pour fonctionner à une longueur d’onde de 355 nm. Le capteur CCD243 a des dimensions de 6 x 6 pixels, 30 microns carrés, à partir desquels les signaux sont combinés en un pixel par atmosphère.
Gabriella Druitt, responsable de l’ingénierie chez Teledyne Space Imaging, déclare : « Notre technologie de détection aidera le satellite de l’ESA et de la JAXA EarthCARE à fournir des informations importantes non seulement sur la façon dont les aérosols, les nuages et les précipitations affectent le forçage et l’impact du rayonnement solaire et infrarouge sur la planète, mais aussi sur ce que cela pourrait signifier sur la façon dont nous abordons le changement climatique. « Nous sommes fiers d’être impliqués dans une mission d’exploration de la Terre aussi importante et ambitieuse et enthousiasmés par le lancement qui approche à grands pas en Californie.
Teledyne Space Imaging est un leader dans le domaine des solutions spatiales complexes et techniques, fabriquant des systèmes électroniques, d’imagerie et de détection avancés pour fonctionner dans l’économie spatiale mondiale en pleine croissance.
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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