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Les enregistrements océaniques profonds révèlent des preuves du changement climatique dans l’Atlantique Nord

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Les enregistrements océaniques profonds révèlent des preuves du changement climatique dans l’Atlantique Nord

Les preuves du changement climatique dans l’Atlantique Nord au cours des 1 000 dernières années peuvent être observées au plus profond de l’océan, selon un article récemment publié dirigé par des chercheurs de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) et de l’University College de Londres.

le papier, « Les signaux climatiques de surface se sont rapidement déplacés vers les profondeurs de l’Atlantique Nord au cours du dernier millénaire.« , Publié dans les sciencesIl présente des enregistrements de sédiments de l’Atlantique Nord qui concordent avec les observations récentes de réchauffement et de remontée d’eau à la surface et dans les profondeurs des océans.

Les données scientifiques montrent également un lien entre la surface de l’océan et ses profondeurs au cours des 1 200 dernières années. Cette période comprend des fluctuations climatiques telles que l’anomalie climatique médiévale chaude (environ 850-1250 ère commune, après J.-C.) et le petit âge glaciaire froid s’étendant autour de 1400-1850 après J.-C.]ainsi que le réchauffement climatique moderne.

« Nos données soutiennent fortement l’idée selon laquelle les inondations ont continuellement transmis les changements climatiques de surface aux profondeurs de l’océan au cours des 1 200 dernières années. » a déclaré l’auteur principal de l’article, Wanyi Lu, chercheur postdoctoral à WHOI.

Les scientifiques ont utilisé 11 échantillons de sédiments prélevés dans la mer au sud de l’Islande, où les crues d’eau froide et dense des mers nordiques coulent et remplissent les profondeurs de l’océan Atlantique Nord. Ces inondations font partie de la partie profonde du cycle méridional de l’Atlantique, qui agit comme un tapis roulant en transportant les eaux de surface chaudes vers le nord depuis l’équateur et en ramenant les eaux froides des profondeurs vers le sud.

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La surface de la Terre s’est réchauffée au cours des 100 dernières années. Or, les océans ont ralenti ce réchauffement en absorbant et en stockant plus de 90 % de l’excès de chaleur.

« Nous apportons la preuve que l’océan profond s’est refroidi depuis l’anomalie climatique médiévale jusqu’au Petit Âge Glaciaire. Cela signifie que l’océan profond a restitué de la chaleur à l’atmosphère, réduisant ainsi le refroidissement de la surface du Petit Âge Glaciaire. C’est le même processus – mais représenté à l’envers – Cela a amené les océans à réduire l’augmentation de la température à la surface de la Terre moderne.dit Lou.

À partir des carottes de sédiments, les chercheurs ont retiré les petites coquilles fossiles de foraminifères (organismes unicellulaires qui vivent dans les eaux de surface et profondes) et ont mesuré la chimie des coquilles. Cela a donné aux chercheurs des informations sur l’environnement océanique lorsque ces foraminifères vivaient et formaient leur coquille.

L’une des principales conclusions de l’étude est que la plupart des enregistrements en surface et en profondeur montrent un réchauffement et une récupération au cours du 20e siècle.oui Au 20ème siècle, alors que la plupart des enregistrements en surface et en profondeur montrent que le Petit Âge Glaciaire était plus froid que l’anomalie climatique médiévale.

« Les changements du 20ème siècle que nous observons dans nos enregistrements de surface sont cohérents avec le réchauffement et la récupération rapides des eaux de surface de l’Atlantique Nord que nous connaissons grâce à des mesures récentes. Cela nous donne l’assurance que les changements de surface et des océans profonds que nous observons sont fiables, même si les profondeur de l’Atlantique Nord « L’Atlantique se refroidit avant que la température actuelle n’augmente. » dit Lou.

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« Comme il n’existe aucun enregistrement à long terme de la température des océans profonds à partir des thermomètres, ces données comblent une lacune importante. » a déclaré le co-auteur Jake Gebby, scientifique principal et océanographe physique à l’Organisation mondiale de la santé. « Ces observations promettent de réduire notre dépendance aux modèles climatiques pour comprendre comment le climat de la Terre évolue. »

L’étude montre également que les variations locales et les changements à court terme à la surface de l’océan sont compensés par les profondeurs océaniques. Cela signifie que sur les sites présentant une forte corrélation surface-profondeur, les reconstructions climatiques à partir des profondeurs océaniques peuvent être un meilleur moyen de surveillance que les enregistrements de surface individuels du moment et de l’ampleur des changements climatiques de surface qui se sont produits sur des échelles décennales et plus longues.

« De nombreux chercheurs se concentrent sur la couche supérieure de l’océan, car c’est là que la majeure partie de l’excès de chaleur de l’océan moderne est stockée. Cependant, sur le site où nous avons échantillonné les sédiments – la zone de débordement où les eaux de surface des mers nordiques s’écoulent sur l’Islande – le collines d’Écosse et s’enfoncent dans de grandes profondeurs – Il existe une voie permettant à la chaleur et au carbone d’être transportés de la surface vers les profondeurs de l’océan Atlantique. a déclaré la co-auteure Delia Obo, scientifique principale et paléontologue à l’Organisation mondiale de la santé.

« Nos travaux suggèrent que les profondeurs de l’océan ressentent la chaleur générée par les activités humaines. Le changement climatique est enregistré dans les profondeurs de l’océan. « dit Lou.

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Oppo a ajouté, « Les gens doivent comprendre à quel point l’océan est important pour leur climat. Sans l’absorption de chaleur par l’océan, le réchauffement climatique serait pire qu’il ne l’est actuellement. »

Prise principale :

  • L’étude fournit des enregistrements à haute résolution des sédiments de l’Atlantique Nord qui concordent avec 20 observations instrumentales.oui Surface de la corne, réchauffement en profondeur et récupération.
  • Les résultats indiquent que le climat froid de la Terre, du Mésozoïque aux anomalies climatiques de la Petite Glace, a été transporté vers les profondeurs de l’Atlantique Nord par des inondations actives.
  • Les résultats suggèrent que la circulation océanique a sous-estimé l’ampleur du changement climatique de surface survenu entre la partie la plus chaude de l’anomalie climatique médiévale et la partie la plus froide du Petit Âge Glaciaire.

Le financement de cette recherche a été fourni par la National Science Foundation ; Fonds de la Fondation Edna McConnell Clark de l’Organisation mondiale de la santé ; et le programme postdoctoral WHOI, financé par une bourse Weston Howland Jr.. Post-doctorat.

source: https://www.whoi.edu/

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La « Main de Dieu » capturée par un télescope chilien offre un aperçu de la majesté cosmique

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La « Main de Dieu » capturée par un télescope chilien offre un aperçu de la majesté cosmique

Le handball fantomatique de Dieu capturé par la caméra à énergie sombre (DECam) | Image : CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA

Dans leur quête incessante pour percer les mystères de l’univers, les astronomes ont réalisé une nouvelle avancée majeure avec une découverte étonnante réalisée par un nouveau télescope au Chili. La dernière merveille de l’exploration cosmique se présente sous la forme d’une image si captivante qu’elle a été surnommée la « Main de Dieu ». Ce spectacle céleste, officiellement connu sous le nom de CG 4, est une boule cométaire située à environ 1 300 années-lumière dans la constellation de Puppis.

La caméra à énergie sombre (DECam), montée sur le Victor M. Le Blanco de 4 mètres de diamètre de l’Observatoire interaméricain de Cerro Tololo est l’instrument responsable de cette capture remarquable. L’image révèle une structure inquiétante, éthérée, semblable à une main, s’étendant à travers la Voie lactée, ses « doigts » composés de nuages ​​denses de gaz et de poussière.

Les globules comètes comme CG 4 sont des phénomènes astronomiques intéressants caractérisés par des nuages ​​denses et isolés entourés de matière chaude et ionisée. Malgré leur nom, ces structures n’ont rien à voir avec les comètes, mais tirent leur surnom de leur apparence comète, contenant souvent un excès de matière ressemblant à la queue d’une comète. La queue de CG 4 s’étend sur environ huit années-lumière, tandis que la main elle-même mesure 1,5 années-lumière.

Les mécanismes de formation des globules cométaires restent un sujet de débat scientifique, avec des hypothèses allant des effets sculpteurs des vents stellaires à l’influence des explosions de supernova. Les images comme celles capturées par DECam jouent un rôle central dans l’élucidation des processus derrière ces formations mystérieuses, aidant ainsi les astronomes dans leur quête de compréhension.

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Les capacités uniques de DECam le rendent exceptionnellement bien adapté à l’observation d’objets célestes faibles. Équipé d’un filtre alpha à hydrogène, il peut imager l’hydrogène ionisé, pénétrant dans la poussière cosmique qui obscurcit souvent de minuscules formations telles que les globules cométaires. Les images qui en résultent présentent non seulement un intérêt scientifique, mais possèdent également une beauté captivante qui enflamme l’imagination.

La « Main de Dieu » immortalisée par DECam n’est pas seulement un spectacle visuel mais aussi une région d’une grande importance pour l’activité stellaire. La tête sphérique de la comète, éclairée par la lumière d’une étoile proche, révèle des détails complexes sur sa structure et sa composition. Pendant ce temps, sa queue allongée fait partie de la Grande Nébuleuse, une nébuleuse en émission située à environ 1 400 années-lumière.

La nébuleuse de la gomme, où se trouve la main de Dieu, est une vaste étendue de régions de formation d’étoiles. On pense que cette nébuleuse, qui s’étend selon un angle de 35 degrés, est le vestige d’une ancienne explosion de supernova et continue de s’étendre et de se développer sur des millions d’années.

L’image « Main de Dieu » capturée par DECam sert de passerelle vers la dynamique en cours au sein de la nébuleuse de la Gomme. Les données collectées à partir de ces images contribuent de manière significative à notre compréhension des processus de formation des étoiles et de la dynamique complexe des environnements nébulaires, améliorant ainsi l’exploration de l’univers par l’humanité.

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Des vortex électroniques ont été découverts dans le graphène

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Des vortex électroniques ont été découverts dans le graphène

Des chercheurs de l’ETH Zurich ont montré pour la première fois comment les électrons forment des tourbillons dans un matériau à température ambiante. Leur expérience a utilisé un microscope à détection quantique à extrêmement haute résolution.

Lorsqu’un conducteur électrique ordinaire – tel qu’un fil métallique – est connecté à une batterie, les électrons du conducteur sont accélérés par le champ électrique généré par la batterie. Lorsqu’ils se déplacent, les électrons entrent fréquemment en collision avec des atomes d’impuretés ou des lacunes dans le réseau cristallin du fil, convertissant une partie de leur énergie cinétique en vibrations du réseau. L’énergie perdue au cours de ce processus se transforme en chaleur qui peut être ressentie, par exemple, en touchant une ampoule à incandescence.

Alors que les collisions avec les impuretés du réseau se produisent fréquemment, les collisions entre électrons sont beaucoup plus rares. Cependant, la situation change lorsque le graphène, une seule couche d’atomes de carbone disposés dans un réseau en nid d’abeilles, est utilisé à la place d’un fil de fer ou de cuivre ordinaire. Dans le graphène, les collisions d’impuretés sont rares et les collisions entre électrons jouent le rôle principal. Dans ce cas, les électrons se comportent comme un fluide visqueux. Par conséquent, des phénomènes d’écoulement bien connus, tels que des tourbillons, devraient se produire dans la couche de graphène.

Microscope à détection quantique haute sensibilité

Les vortex se sont formés en petits disques circulaires, que Degen et ses collègues ont attachés pendant le processus de fabrication à un ruban de graphène conducteur d’à peine un micromètre de large. Les disques avaient différents diamètres allant de 1,2 à 3 µm. Les calculs théoriques indiquent que des vortex électroniques devraient se former dans les disques plus petits, mais pas dans les disques plus grands.

Pour rendre les vortex visibles, les chercheurs ont mesuré de petits champs magnétiques produits par les électrons circulant dans le graphène. À cette fin, ils ont utilisé un capteur de champ magnétique quantique constitué d’un centre dit de lacune d’azote (NV) intégré dans la pointe d’une aiguille en diamant. Étant un défaut atomique, le centre NV se comporte comme un objet quantique dont les niveaux d’énergie dépendent d’un champ magnétique externe. À l’aide de faisceaux laser et d’impulsions micro-ondes, les états quantiques du centre peuvent être préparés de manière à être le plus sensible possible aux champs magnétiques. En lisant les états quantiques avec un laser, les chercheurs ont pu déterminer très précisément l’intensité de ces champs.

« Grâce aux petites dimensions de l’aiguille en diamant et à la faible distance de la couche de graphène – environ 70 nanomètres seulement – ​​nous avons pu rendre visibles les courants électroniques avec une résolution inférieure à une centaine de nanomètres », explique Marius Palm, ancien chercheur. scientifique. Doctorant chez Degen Group. Cette résolution est suffisante pour voir les tourbillons.

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Sens d’écoulement inversé

Dans leurs mesures, les chercheurs ont remarqué un signe distinctif des tourbillons attendus dans les disques plus petits : une inversion de la direction du flux. Alors que dans le transport normal (diffus) des électrons, les électrons dans la bande et le disque circulent dans la même direction, dans le cas d’un vortex, le sens du flux à l’intérieur du disque est inversé. Comme le prédisaient les calculs, aucun tourbillon n’a pu être observé dans les disques les plus grands.

« Grâce à notre capteur très sensible et à notre haute résolution spatiale, nous n’avons même pas eu besoin de refroidir le graphène et avons pu réaliser des expériences à température ambiante », explique Palm. De plus, lui et ses collègues ont découvert non seulement des vortex électroniques, mais également des vortex formés par des porteurs de trous. En appliquant une tension sous le graphène, ils ont modifié le nombre d’électrons libres de telle manière que le flux de courant n’était plus transporté par les électrons, mais par les électrons manquants, également appelés trous. Ce n’est qu’au point de neutralité de charge, où se trouve une petite concentration équilibrée d’électrons et de trous, que les vortex ont complètement disparu.

« À l’heure actuelle, la détection des vortex électroniques constitue une recherche fondamentale, et de nombreuses questions restent encore en suspens », explique Palm. Par exemple, les chercheurs doivent encore savoir comment les collisions d’électrons avec les limites du graphène affectent le modèle d’écoulement et quels effets se produisent dans les structures plus petites. La nouvelle méthode de détection utilisée par les chercheurs de l’ETH permet également d’examiner de plus près de nombreux autres effets exotiques de transfert d’électrons dans des structures microscopiques – des phénomènes qui se produisent à des échelles de longueur allant de plusieurs dizaines de nanomètres à quelques micromètres.

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La recherche sur la structure des centromères donne de nouvelles informations sur les mécanismes des erreurs de ségrégation chromosomique

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Des chercheurs du groupe COPS, en collaboration avec des chercheurs de l’Université d’Édimbourg, ont fait une nouvelle découverte surprenante dans la structure du centromère, la structure impliquée pour garantir que les chromosomes se séparent correctement lorsqu’une cellule se divise. Des erreurs dans la ségrégation des chromosomes peuvent entraîner la mort cellulaire et le développement d’un cancer. Les chercheurs ont découvert que le centromère se compose de deux sous-domaines. Cette découverte fondamentale a des implications importantes pour le processus de ségrégation des chromosomes et fournit de nouveaux mécanismes sous-jacents aux divisions défectueuses des cellules cancéreuses. La recherche a été publiée dans cellule Le 13 maioui 2024.

Notre corps est constitué de milliards de cellules, dont la plupart ont une durée de vie limitée et doivent donc se reproduire pour remplacer les vieilles cellules. Ce processus de reproduction est appelé division cellulaire ou mitose. Lors de la mitose, la cellule mère duplique ses chromosomes afin de transmettre le matériel génétique aux cellules filles. Les paires de chromosomes identiques qui en résultent, les chromatides sœurs, sont maintenues ensemble par une structure appelée centromère. Les chromatides sœurs doivent ensuite être divisées à parts égales entre les deux cellules filles pour garantir que chaque cellule fille est une copie exacte de la cellule mère. Si des erreurs se produisent lors de la ségrégation, une cellule fille aura trop de chromosomes, tandis que l’autre en aura trop peu. Cela peut conduire à la mort cellulaire ou au développement d’un cancer.

Le rôle du centromère

Le centromère est une partie du chromosome qui joue un rôle essentiel dans la ségrégation des chromosomes pendant la mitose. Le processus de division des chromatides sœurs sur les cellules est dirigé par l’interaction entre les centromères et les structures appelées microtubules du fuseau. Ces microtubules fusiformes sont responsables du désassemblage des chromatides et ainsi de la séparation des chromatides sœurs. « Si l’attachement du centromère aux microtubules du fuseau ne se produit pas correctement, cela conduit à des erreurs de ségrégation chromosomique fréquemment observées dans le cancer », explique Carlos Sacristan Lopez, premier auteur de cette étude. Comprendre la structure des centromères peut contribuer à mieux comprendre la fonction des centromères et son rôle dans la mauvaise ségrégation des chromosomes.

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Pour étudier la structure du centromère, les chercheurs ont utilisé une combinaison de techniques d’imagerie et de séquençage. L’imagerie par microscopie à super-résolution a été réalisée à l’Institut Hubrecht, tandis que le groupe de Bill Earnshaw effectuait le séquençage. Cette collaboration a conduit à une nouvelle découverte surprenante dans la structure du centromère. On pensait auparavant qu’il s’agissait d’une structure compacte attachée à des microtubules multi-fuseaux, mais il s’est avéré que le centromère était constitué de deux sous-domaines. « C’était une découverte très surprenante, car les sous-domaines lient les microtubules indépendamment les uns des autres », explique Carlos. Cependant, pour former les bonnes associations, ils doivent rester étroitement liés. Cependant, dans les cellules cancéreuses, on observe souvent que les sous-domaines ne sont pas associés, conduisant à de fausses associations et à des erreurs de ségrégation chromosomique.

Cette découverte passionnante et très fondamentale contribue à notre compréhension de l’origine des erreurs de ségrégation chromosomique qui apparaissent fréquemment dans le cancer.

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