Le Schmidt Ocean Institute a annoncé la semaine dernière qu’un groupe international de chercheurs avait découvert deux récifs coralliens « vierges » dans les eaux au large des îles Galapagos, dans l’océan Pacifique oriental. Des scientifiques ont découvert le récif de corail en cartographiant le fond marin à l’aide de scanners laser à bord d’un navire télécommandé. chariot.
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Les coraux « vierges » des eaux profondes sont probablement vieux de plusieurs milliers d’années
Les récifs d’eau froide sont situés à environ 400 mètres sous la surface de la mer, les plus grands récifs mesurant environ 800 mètres de long. Tous deux sont situés dans la réserve marine des Galapagos, l’une des plus grandes zones marines protégées au monde.
Le récif est probablement vieux de plusieurs milliers d’années et abrite des créatures telles que des crevettes, des ophiures (un parent des étoiles de mer), des calmars et d’autres animaux.
Contrairement aux coraux chauds et peu profonds qui se nourrissent de la lumière du soleil, les coraux des eaux profondes sont frais, sombres et profonds. La température de ces récifs coralliens varie de 39 à 54 degrés Fahrenheit et se trouve dans les zones océaniques profondes du monde entier. Bien que moins étudiés que leurs homologues peu profonds, ces récifs sont tout aussi bien croyance Être le foyer de la majorité de toutes les espèces de coraux.
Parce qu’ils sont si sombres et isolés, les récifs coralliens n’ont pas été aussi étudiés que leurs cousins d’eau chaude, bien qu’ils fournissent d’immenses habitats animaux. Il ne reste qu’un quart des fonds marins Elle a été nommée À une résolution suffisamment élevée pour permettre une gestion et une recherche durables des océans. Les nouvelles cartes réalisées lors de la dernière mission de recherche ont une résolution suffisamment élevée pour identifier les organismes présents sur le fond marin – des informations qui bénéficieront aux recherches futures, à la gestion des eaux et aux populations animales de la réserve.
Ces découvertes font suite à une précédente découverte en avril, lorsque les scientifiques ont découvert… Il a été identifié pour la première fois Récif corallien des grands fonds dans la réserve marine des Galapagos.
Stuart Banks, scientifique marin principal à la Fondation Charles Darwin, a déclaré : « La découverte de coraux aussi profonds et à longue durée de vie nous rapproche d’importantes étapes vers la protection des dimensions cachées de la diversité océanique et la compréhension du rôle que jouent les habitats profonds dans le maintien de la santé de nos océans. .» qui finance la recherche sur la conservation dans les îles Galapagos, a déclaré dans un communiqué de presse.
L’expédition multidisciplinaire faisait partie d’un voyage continu Payer Mieux comprendre l’écosystème des eaux profondes de la région.
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Pratique de l’équipe Lava World Away : l’équipe scientifique VERITAS de la NASA étudie l’Islande volcanique
Avec sa pression atmosphérique écrasante, ses nuages d’acide sulfurique et sa température de surface torride, Vénus est un endroit particulièrement difficile à étudier. Mais les scientifiques savent que l’observation de sa surface peut fournir des informations clés sur l’habitabilité et l’évolution de planètes rocheuses comme la nôtre. Ainsi, pour avoir une perspective globale sur Vénus tout en restant au-dessus de son atmosphère infernale, la mission VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) de la NASA devrait être lancée d’ici une décennie pour étudier la surface de la planète depuis l’orbite et découvrir des preuves. . À propos de sa nature intérieure.
Pour jeter les bases de la mission, les membres internationaux Vérité, honnêteté L’équipe scientifique s’est rendue en Islande pour une expédition de deux semaines en août afin d’utiliser l’île volcanique comme substitut ou analogue de Vénus. Les emplacements sur notre planète sont souvent utilisés comme analogies avec d’autres planètes, notamment pour aider à mettre en place des technologies et des technologies destinées à des environnements peu attractifs.
« L’Islande est un pays volcanique situé au sommet d’un panache chaud. Vénus est une planète volcanique et possède de nombreuses preuves géologiques de panaches actifs », a déclaré Susan Smrekar, chercheuse scientifique principale au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud et chercheuse principale au sein du Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Veritas. « Cela fait de l’Islande un excellent endroit pour étudier Vénus sur Terre, aidant ainsi l’équipe scientifique à se préparer pour Vénus. »
La mission Veritas s’appuiera sur un radar avancé à synthèse d’ouverture pour créer des cartes globales 3D et une spectroscopie proche infrarouge afin de distinguer les principaux types de roches à la surface de Vénus. Mais pour mieux comprendre ce que le radar du vaisseau spatial verra sur la planète, l’équipe scientifique de Veritas devra comparer les observations radar du terrain islandais depuis les airs avec les mesures prises au sol.
De l’air au sol
Au cours de la première moitié de la campagne, l’équipe scientifique de Veritas a étudié les gisements volcaniques d’Askja et Champ de lave d’Holohraun Dans les hautes terres islandaises, zone active caractérisée par de petits rochers et de jeunes coulées de lave. En seconde période, ils se sont rendus à l’activité volcanique Région de Fagradalsfjall Sur la péninsule de Reykjanes, au sud-ouest de l’Islande. Le paysage aride et rocheux ressemble à la surface de Vénus, qui aurait été rajeunie par des volcans actifs.
Dix-neuf scientifiques des États-Unis, d’Allemagne, d’Italie et d’Islande ont campé et travaillé de longues heures pour étudier la rugosité de la surface et d’autres propriétés des roches dans ces régions, ainsi que pour collecter des échantillons de laboratoire. Pendant ce temps, des vols dirigés par le Centre aérospatial allemand (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, ou DLR) collectaient des données radar d’en haut.
Les membres de l’équipe scientifique VERITAS descendent une falaise sur une nouvelle roche formée par une récente coulée de lave lors de leur expédition sur le terrain en Islande début août. L’équipe a utilisé le paysage volcanique comme analogue de Vénus pour tester les techniques et la technologie radar. Source de l’image : NASA/JPL-Caltech
« L’équipe scientifique dirigée par le JPL travaillait sur le terrain pendant que nos partenaires du Centre aérospatial allemand survolaient les lieux pour collecter des images radar aériennes des sites que nous étudiions », a déclaré Daniel Nunes, scientifique adjoint du projet Veritas au JPL et responsable de l’Islande. planification de campagne. « La luminosité radar d’une surface est liée aux propriétés de cette surface, notamment sa texture, sa rugosité et sa teneur en eau. Nous avons collecté des informations sur le terrain pour vérifier les données radar que nous utiliserons pour informer la science sur ce que VERITAS fera sur Vénus. «
Alors qu’il pilotait un avion Dornier 228-212 du Centre aérospatial allemand (DLR) à une altitude d’environ 20 000 pieds (6 000 m) au-dessus du sol, un radar à synthèse d’ouverture en bande S (ondes radio d’une longueur d’onde d’environ 12 centimètres, ou 4,7 pouces) collectés) et la plage X (environ 3 centimètres (ou 1,2 pouces)) des données. La longueur d’onde plus courte des données en bande X – la fréquence radio utilisée par VERITAS – permet l’utilisation d’une antenne plus compacte que la bande S, utilisée par la mission Magellan de la NASA pour cartographier la quasi-totalité de la surface de Vénus au début des années 1990.
En observant la surface dans les deux chaînes d’Islande, l’équipe scientifique améliorera les algorithmes informatiques qui aideront Veritas à déterminer les changements de surface sur Vénus survenus depuis la mission Magellan. La détection des changements survenus au cours des 40 dernières années leur permettra d’identifier les principales zones d’activité géologique (telles que les volcans actifs) sur Vénus.
Les membres de l’équipe scientifique internationale VERITAS se préparent à imager des roches en Islande avec LIDAR (Light Detection and Ranging). Les mesures LiDAR de terrains rocheux peuvent fournir des informations sur le matériau. Source de l’image : NASA/JPL-Caltech
L’objectif principal de la campagne était également de créer une bibliothèque de modèles d’autant de tissus volcaniques de surface en Islande que possible afin de mieux comprendre l’éventail des modèles d’éruption sur Vénus. Une équipe de terrain du Centre aérospatial allemand (DLR) a également collecté des informations sur la composition à l’aide d’une caméra simulant l’instrument Venus Emission Mapper (VEM) que le DLR est en train de construire pour VERITAS. Ces données soutiendront la bibliothèque spectrale en cours de construction au Laboratoire de spectroscopie planétaire de Berlin.
« Les diverses caractéristiques et caractéristiques de la surface observées sur Vénus sont liées aux processus volcaniques, qui sont liés à l’intérieur de Vénus », a déclaré Smrekar. « Ces données seront précieuses pour VERITAS pour nous aider à mieux comprendre Vénus. Elles aideront également la mission EnVision de l’ESA, qui étudiera la surface de Vénus à l’aide d’un radar en bande S, ainsi que la communauté dans son ensemble qui souhaite comprendre les observations radar des planètes volcaniques. surfaces. »
Mais Nunes a déclaré que la valeur de la campagne islandaise de deux semaines allait au-delà de la science, offrant une opportunité de consolidation d’équipe qui trouvera un écho dans les années à venir. « C’était une belle dynamique », a-t-il ajouté. « Nous avons travaillé dur et nous nous sommes entraidés, qu’il s’agisse d’emprunter du matériel, de nous rendre sur les sites d’étude ou d’acheter des fournitures, tout le monde s’est mobilisé pour y parvenir.
À l’aide d’un scanner lidar monté sur un trépied, l’équipe scientifique a créé cette image qui met en évidence la texture rocheuse de nouvelles roches formées à partir d’une récente coulée de lave près du volcan Litli-Hrútur en Islande. Ceci sera utilisé pour comparer avec les images radar aéroportées de la même zone. Source : NASA/JPL-Caltech
En savoir plus sur la mission
La mission VERITAS et la mission 2021 Deep Venus Atmospheric Investigation of Noble Gases, Chemistry, and Imaging (DAVINCI) de la NASA dans le cadre du programme d’exploration de la NASA ont été sélectionnées comme les deux prochaines missions de l’agence vers Vénus. Les partenaires de VERITAS comprennent Lockheed Martin Space, l’Agence spatiale italienne, le DLR et le Centre national d’études spatiales en France. Le programme Discovery est géré par le bureau du programme des missions planétaires du Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, pour la division des sciences planétaires de la direction des missions scientifiques de la NASA à Washington.
Astrobiologie
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Les singularités des trous noirs défient la physique De nouvelles recherches pourraient enfin s’en débarrasser.
trous noirs Ils font partie des objets les plus mystérieux de l’univers, capables de déformer si violemment le tissu spatial qui les entoure que même la lumière ne peut échapper à leur emprise gravitationnelle. Mais il s’avère qu’une grande partie de ce que les scientifiques savent de ces objets mystérieux est peut-être erronée.
Selon une nouvelle étude publiée en avril dans la revue Examen physique dLes trous noirs peuvent en réalité être des entités célestes totalement différentes, appelées gravistars.
« Les Gravastars sont des objets astronomiques virtuels qui ont été rendus [in 2001] Comme alternatives aux trous noirs », co-auteur de l’étude João Luis RosaLe professeur de physique de l’Université de Gdańsk en Pologne a déclaré à Live Science dans un e-mail. « On peut les expliquer comme des étoiles constituées d’énergie du vide ou… Énergie noire« Le même type d’énergie qui entraîne l’expansion accélérée de l’univers. »
Résoudre les paradoxes des trous noirs à l’aide de Gravastars
Karl Schwarzschild, physicien et astronome allemand, a prédit pour la première fois les trous noirs en 1915, sur la base de calculs utilisant la théorie d’Albert Einstein. Théorie générale de la relativité.
Au fil des années, les observations astronomiques semblent avoir confirmé l’existence d’objets semblables à des trous noirs. Cependant, la description de ces objets spatiaux par Schwarzschild présente certaines lacunes.
En particulier, le centre du trou noir devrait être un point de densité infiniment élevée, appelé singularité, où toute la masse du trou noir est concentrée, mais la masse du noyau La physique Cela nous enseigne que les infinis n’existent pas et que leur apparition dans toute théorie indique son inexactitude ou son caractère incomplet.
« Ces problèmes indiquent que quelque chose ne va pas ou est incomplet avec le modèle du trou noir et que le développement de modèles alternatifs est nécessaire », a déclaré Rosa. « Le Gravastar est l’un des nombreux modèles alternatifs proposés. Le principal avantage des Gravastar est qu’ils ne présentent aucune singularité. »
à propos de: Une « faille » récemment découverte dans la relativité d’Einstein pourrait réécrire les règles de l’univers, suggère une étude
Comme les trous noirs ordinaires, les gravistars doivent apparaître au stade final de l’évolution des étoiles massives, lorsque l’énergie libérée lors de la combustion thermonucléaire de la matière à l’intérieur n’est plus suffisante pour vaincre la force de gravité, et l’étoile s’effondre pour devenir beaucoup plus grande. plus dense. But. Mais contrairement aux trous noirs, les gravistars ne devraient contenir aucune singularité et seraient de fines sphères de matière maintenues stables par l’énergie sombre qu’elles contiennent.
Pour savoir si les gravistars sont des substituts viables aux trous noirs individuels, Rosa et ses collègues ont examiné l’interaction des particules et des rayonnements avec ces objets hypothétiques.
Utiliser EinsteinSelon cette théorie, les chercheurs ont étudié comment les amas massifs de matière chaude entourant les trous noirs supermassifs apparaîtraient si ces trous noirs étaient effectivement des gravistars. Ils ont également examiné les caractéristiques dePoints d’attractionDes bulles de gaz géantes gravitent autour des trous noirs à des vitesses proches de celles de la lumière.
Leurs découvertes ont révélé des similitudes frappantes entre les émissions de matière des gravastars et des trous noirs, suggérant que les gravastars n’entrent pas en conflit avec les observations expérimentales de l’univers par les scientifiques. De plus, l’équipe a découvert que le gravastar lui-même devrait ressembler presque à un trou noir solitaire, créant une ombre visible.
« Cette ombre n’est pas causée par la lumière piégée à l’horizon des événements, mais par un phénomène légèrement différent appelé redshift gravitationnel, qui fait perdre de l’énergie à la lumière lorsqu’elle se déplace à travers une région avec un fort champ gravitationnel », a déclaré Rosa. « En fait, lorsque la lumière du voisinage atteint ces objets alternatifs[es] « Grâce à nos télescopes, la majeure partie de son énergie a été perdue dans le champ gravitationnel, provoquant cette ombre. »
Les similitudes frappantes entre le modèle du trou noir de Schwarzschild et les gravastars mettent en évidence le potentiel de ces derniers en tant qu’alternative réaliste, libérée des pièges théoriques des singularités.
Cependant, cette théorie doit être étayée par des expériences et des observations qui, selon les auteurs de l’étude, pourraient bientôt être mises en œuvre. Même si les gravastars et les trous noirs individuels peuvent se comporter de manière similaire à bien des égards, de subtiles différences dans la lumière qu’ils émettent peuvent les distinguer.
« Pour tester expérimentalement nos résultats, nous comptons sur la prochaine génération d’expériences d’observation en physique gravitationnelle », a déclaré Rosa, faisant référence à la recherche de trous noirs. Télescope à horizon des événements Et le Gravité + L’instrument est en train d’être ajouté au Very Large Telescope du Chili. « Ces deux expériences visent à surveiller de près ce qui se passe à proximité des centres des galaxies, notamment de notre propre galaxie. Voie Lactée« .
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Une enzyme végétale moderne s’associe à une protéine étonnamment ancienne
Des scientifiques du laboratoire national de Brookhaven du ministère américain de l’Énergie ont découvert que la protéine responsable de la synthèse d’une substance végétale clé a évolué beaucoup plus tôt que prévu. Cette nouvelle recherche a exploré l’origine et l’évolution de la machinerie biochimique qui produit la lignine, un composant structurel des parois cellulaires végétales qui a des implications majeures pour l’industrie de l’énergie propre.
Lorsque les premières plantes terrestres ont émergé des milieux aquatiques, elles ont dû s’adapter pour survivre.
« L’émergence de la lignine, qui fournit un support structurel aux plantes, a été un événement évolutif clé qui a permis aux plantes de survivre dans le nouvel environnement terrestre », a déclaré Zhang Jun Liu, scientifique principal au département de biologie de Brookhaven.
Comprendre comment les plantes développent des mécanismes de protection qui leur permettent de survivre dans de nouveaux environnements est essentiel alors qu’elles font face aux défis posés aujourd’hui par le changement climatique. Mais la lignine présente également un grand intérêt pour les chercheurs à la recherche d’options énergétiques propres. Cette matière végétale résistante peut être transformée en bioproduits précieux. La lignine est la seule source renouvelable de composés aromatiques, chimiquement similaires aux molécules présentes dans le carburéacteur conventionnel et pouvant être utilisée comme carburant « direct » par les compagnies aériennes.
« Les plantes modernes contiennent trois types de lignine, mais la plupart des premières plantes contenant de la lignine n’en avaient que deux. La lignine « la plus récente » est appelée syringyl-lignine, ou S-lignine », a expliqué Liu. La lignine a évolué relativement récemment avec les plantes à fleurs et est structurellement moins complexe que les autres composants de la lignine. Ses applications industrielles potentielles, en particulier, ont attiré l’attention des scientifiques car la S-lignine est relativement facile à décomposer en composés aromatiques simples.
La nouvelle étude a été récemment publiée dans Cellule de plante, s’appuie sur des années de recherche axées sur la lignine et les molécules responsables de sa synthèse. En 2019, Liu et ses collègues ont découvert l’existence d’un type spécifique de cytochrome c B5 La protéine CB5D est indispensable à la production de S-lignine, mais pas à d’autres types anciens de lignine.
« Le caractère unique du rôle du CB5D dans la synthèse de la S-lignine a suscité notre intérêt », a noté Liu. « Par conséquent, nous avons été inspirés pour explorer davantage son origine et son évolution. »
Travail d’équipe enzymatique
Dans une étude précédente, l’équipe de Liu a découvert que CB5D avait un partenariat spécial avec une enzyme appelée ferulate 5-hydroxylase (F5H). Ensemble, ces molécules synthétisent la précieuse S-lignine.
Les scientifiques savaient que l’évolution du F5H dans les plantes à fleurs conduisait à la production de S-lignine. Par conséquent, ils s’attendaient à constater que CB5D co-évoluait avec F5H.
Pour explorer leur hypothèse, les scientifiques ont effectué des analyses génétiques pour trouver d’autres espèces végétales dont l’ADN contient des gènes similaires aux gènes modernes. CB5D Le gène, qui sert d’instructions pour l’assemblage de la protéine CB5D. Ils ont identifié 21 espèces, allant de l’ancienne à l’évolution moderne. Les scientifiques ont ensuite synthétisé ces gènes et les ont exprimés individuellement dans des espèces végétales modernes qui avaient été génétiquement modifiées pour en manquer… CB5D Le gène.
« Sans le CB5D « La plante ne produit qu’une petite quantité de S-lignine », a déclaré Xianhai Zhao, chercheur postdoctoral à Brookhaven et auteur principal du nouvel article. « Mais si cette fonction est restaurée avec l’expression de l’un des gènes apparentés, alors nous savons que les gènes fonctionnent de manière similaire aux gènes modernes. CB5D « Le gène. »
Les scientifiques ont découvert qu’un gène provenant d’une espèce d’algue verte qui a évolué pour devenir une première plante terrestre il y a plus de 500 millions d’années a recréé la lignine S dans la plante moderne. Cela suggère que le gène présente une fonction de type CB5D. Les scientifiques ont également découvert que cette fonction restait conservée dans de nombreuses premières plantes terrestres, telles que les hépatiques et les mousses.
« Cela signifie que le CB5D a évolué des millions d’années plus tôt que prévu », a expliqué Liu. « Il a été très surprenant de constater qu’un accepteur d’électrons moderne tel que F5H s’est associé à une protéine ancienne pour développer un nouveau mécanisme biochimique qui assemble la structure avancée de la lignine. »
Travail d’équipe scientifique et prochaines étapes
le CB5DLe gène et son homologue plus ancien ont des séquences et des fonctions d’ADN similaires. Mais les scientifiques voulaient confirmer que la protéine CB5D d’espèces anciennes, comme l’hépatique, était exprimée dans les mêmes structures subcellulaires que la CB5D moderne.
Ainsi, ils ont utilisé la microscopie confocale au Center for Functional Nanomaterials, un établissement utilisateur du DOE Office of Science du Brookhaven Laboratory, pour confirmer que c’était le cas.
Après avoir découvert d’anciens gènes codant pour des protéines similaires à la protéine CB5D moderne en termes de synthèse de la S-lignine dans les plantes modernes et de localisation cellulaire, l’équipe a voulu en savoir plus sur la fonction ancienne de cette protéine et sur la façon dont elle a changé ou s’est développée au fil du temps.
Leur analyse a montré que la protéine de type CB5D est apparue dans les algues aquatiques avant qu’elles ne pénètrent dans l’environnement terrestre. Parce qu’elle est conservée dans les premières plantes terrestres, cette protéine remplit probablement une ou plusieurs fonctions essentielles.
« Les plantes anciennes comme l’hépatique ne contenaient pas de lignine », a déclaré Zhao. « Si la protéine CB5D n’était pas responsable de la production de la S-lignine, que faisait-elle ? »
« C’est la beauté de la recherche », a déclaré Liu. « Répondre à une question mène à des questions plus intéressantes qui attendent d’être explorées. »
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