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Des extinctions de masse induites par le climat que personne n’a jamais vues auparavant

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Les grands groupes fossiles utilisés pour dévoiler l’extinction Eocène-Oligocène de l’Afrique avec les primates sur la gauche ; hyaenodonte carnivore, en haut à droite ; Rongeurs, en bas à droite. Ces fossiles proviennent de la dépression du Fayoum en Égypte et sont stockés dans le département du Duke Lemur Monkey Fossil Center. Crédit : Matt Borths, Duke University Lemur Center

Soixante trois pour cent. C’est la proportion d’espèces de mammifères qui ont disparu d’Afrique et de la péninsule arabique il y a environ 30 millions d’années, après que le climat de la Terre est passé de marécageux à glacial. Mais nous ne le découvrons que maintenant.


Rassemblant des décennies de travail, une nouvelle étude a été publiée cette semaine dans la revue Biologie de la communication Rapports d’un événement d’extinction précédemment non documenté suite à la transition entre périodes géologiques On l’appelle Eocène et Oligocène.

qui – qui période Elle a été marquée par un changement climatique dramatique. Dans un renversement de ce qui se passe aujourd’hui, la Terre s’est refroidie, les calottes glaciaires se sont élargies, le niveau de la mer a baissé, les forêts commencent à se transformer en prairies et le dioxyde de carbone se raréfie. Près des deux tiers de toutes les espèces connues en Europe et en Asie ont disparu à cette époque.

On pense que les mammifères africains peuvent avoir survécu indemne. Le climat tempéré de l’Afrique et sa proximité avec l’équateur auraient pu servir de tampon contre les pires tendances froides de la période.

Aujourd’hui, grâce à une importante collection de fossiles retrouvés dans la division du Duke Lemur Fossil Monkey Center (DLCDFP), des chercheurs ont montré que malgré leur environnement relativement tempéré, les mammifères africains étaient tout aussi touchés que ceux d’Europe et d’Asie. La collection était l’œuvre de feu Elwin Simmons Duke, qui a parcouru les déserts égyptiens à la recherche de fossiles pendant des décennies.

L’équipe, qui comprend des chercheurs des États-Unis, d’Angleterre et d’Égypte, a examiné les fossiles de cinq groupes de mammifères : un groupe de carnivores éteints appelés hyaenodontes ; Deux groupes de rongeurs, les hystricognaths (un groupe qui comprend les porcs-épics et les écureuils à queue écailleuse) taupe de rat nu); Et deux groupes de primates, à savoir les strepsirrhines (lémuriens et loris), et nos ancêtres, les anthropoïdes (singes et singes).

En collectant des données sur des centaines de fossiles de plusieurs sites en Afrique, l’équipe a pu construire des arbres évolutifs pour ces groupes, déterminer quand les nouvelles lignées ont divergé et horodater la première et la dernière émergence connue de chaque espèce.

Leurs résultats montrent que les cinq groupes de mammifères ont subi de lourdes pertes autour de la limite Eocène-Oligocène.

« C’était un véritable bouton de réinitialisation », a déclaré Dorian de Vries, chercheur postdoctoral à l’Université de Salford et auteur principal du document de recherche.

Après quelques millions d’années, ces groupes ont commencé à réapparaître dans les archives fossiles, mais avec un nouveau look. Les espèces fossiles qui ont réapparu plus tard à l’Oligocène, après la Grande Extinction, ne sont pas les mêmes que celles trouvées auparavant.

Des extinctions de masse induites par le climat que personne n'a vues

Les tomodensitogrammes dentaires montrent que les dents des mammifères sont devenues moins diversifiées au cours des premiers événements d’extinction de l’Oligocène. Vous trouverez ci-dessous un exemple de la forme dentaire en 3D d’une molaire inférieure d’un rongeur anormal fossile. Crédit : Dorian de Vries, Université de Salford

« Il est très clair qu’il y a eu un événement d’extinction massive, puis une période de récupération », a déclaré Stephen Heritage, chercheur et auteur numérique au DLCDFP de l’Université Duke et co-auteur du document de recherche.

La preuve se trouve dans les dents de ces animaux. Les molaires peuvent nous en dire beaucoup sur ce que mangent les mammifères, ce qui nous en dit beaucoup sur leur environnement.

Les rongeurs et les singes qui réapparaissent après quelques millions d’années ont des dents différentes. Il s’agissait de nouvelles espèces, mangeant des choses différentes et ayant des habitats différents.

« Nous constatons une perte significative de diversité dentaire, puis une période de récupération avec de nouvelles formes de dents et de nouvelles adaptations », a déclaré de Vries.

« L’extinction est très intéressante de cette manière », a déclaré Matt Borths, bibliothécaire DLCDFP à l’Université Duke et co-auteur de l’article. « Cela tue des choses, mais cela ouvre aussi de nouvelles opportunités écologiques pour les lignées qui vivent dans ce nouveau monde. »

Cette diminution de la diversité suivie d’un rétablissement confirme que la limite Eocène-Oligocène était un goulot d’étranglement évolutif : la plupart des lignées se sont éteintes, mais quelques-unes ont survécu. Au cours des prochains millions d’années, ces stries survivantes se sont diversifiées.

Eric R. a dit : Seifert, professeur et président du Département des sciences anatomiques intégratives de la Keck School of Medicine de l’Université de Keck, a déclaré : « Chez nos ancêtres humains, la diversité n’existait plus il y a environ 30 millions d’années, les laissant avec un seul type de dent. University of Southern California, ancien étudiant diplômé de Simons et auteur principal de l’article. « Cette forme d’âge ancestrale détermine ce qui est possible en termes de diversification alimentaire ultérieure. »

« Il y a une histoire intéressante sur le rôle d’un goulot d’étranglement dans notre histoire évolutive précoce », a déclaré Seifert. « Nous sommes passés très près de ne jamais l’avoir été, si nos ancêtres ressemblant à des singes avaient disparu il y a 30 millions d’années. Heureusement, ils ne l’ont pas fait. »

L’évolution rapide du climat n’était pas le seul défi auquel ces quelques espèces de mammifères restantes étaient confrontées. Alors que les températures se refroidissaient, l’Afrique de l’Est a connu une série d’événements géologiques majeurs, tels que des éruptions supervolcaniques et des inondations basaltiques – des éruptions massives qui ont recouvert de vastes zones de roche en fusion. C’est également à cette époque que la péninsule arabique se sépare de l’Afrique orientale et ouvre la mer Rouge et le golfe d’Aden.

« Nous avons perdu beaucoup de diversité à la frontière éocène-oligocène », a déclaré Borths. « Mais les espèces qui ont apparemment survécu avaient suffisamment d’outils pour survivre dans ce climat instable. »

« Les changements climatiques à travers les temps géologiques ont façonné l’arbre de vie évolutif », a déclaré Hisham Salam, fondateur du Centre de paléontologie des vertébrés à l’Université Mansoura en Égypte et co-auteur de l’étude. « Collecter des preuves du passé est le moyen le plus simple de voir comment le changement climatique affecte les écosystèmes. »


Des dents anciennes du Pérou indiquent que des singes éteints ont traversé l’océan Atlantique depuis l’Afrique


Plus d’information:
Dorien de Vries et al, Perte étendue de la lignée des mammifères et de la diversité alimentaire au début de l’Oligocène en Afro-Arabie, Biologie de la communication (2021). DOI : 10.1038 / s42003-021-02707-9

Introduction de
université de Duke

la citation: Extinctions de masse induites par le climat jamais vues auparavant (2021, 7 octobre) Récupéré le 7 octobre 2021 de https://phys.org/news/2021-10-climate-driven-mass-extinction.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Nonobstant toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif seulement.

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Une source de cristaux liquides de paires de photons

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La conversion ascendante paramétrique spontanée (SPDC), en tant que source de photons intriqués, présente un grand intérêt pour la physique quantique et la technologie quantique, mais jusqu’à présent, elle ne peut être mise en œuvre que dans des matériaux solides. Des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière (MPL) et de l’Institut Josef Stefan de Ljubljana, en Slovénie, ont démontré pour la première fois la SPDC dans un cristal liquide. Les résultats ont été récemment publiés dans natureouvrent la voie à une nouvelle génération de sources quantiques : efficaces et accordables par champs électriques.

Diviser un photon en deux est l’un des outils les plus utiles en photonique quantique. Il peut créer des paires de photons intriqués, des photons uniques, de la lumière compressée et des états photoniques encore plus complexes, essentiels aux technologies photoniques quantiques. Ce processus est connu sous le nom de conversion abaisseur automatique (SPDC).

Le SPDC est étroitement lié à la symétrie centrale. Il s’agit de la symétrie par rapport à un point – par exemple, un carré est symétrique au centre mais pas un triangle. Essentiellement, en divisant un photon en deux, le SPDC brise la symétrie centrale. Par conséquent, cela n’est possible que dans les cristaux dont la cellule primaire est asymétrique au centre. La SPDC ne peut pas se produire dans les liquides ou les gaz ordinaires, car ces matériaux sont isotropes.

Cependant, des chercheurs ont récemment découvert des cristaux liquides de structure différente, appelés cristaux liquides nématiques ferroélectriques. Bien qu’ils soient fluides, ces matériaux se caractérisent par une forte rupture de symétrie centrale. Leurs molécules sont allongées, asymétriques et surtout, elles peuvent être réorientées par un champ électrique externe. La réorientation des molécules modifie la polarisation des paires de photons générées, ainsi que le taux de génération. Avec un conditionnement approprié, un échantillon de ces matériaux peut constituer un dispositif extrêmement utile car ils produisent efficacement des paires de photons, peuvent être facilement réglés à l’aide d’un champ électrique et peuvent être intégrés dans des dispositifs plus complexes.

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À l’aide d’échantillons préparés à l’Institut Josef Stefan (Ljubljana, Slovénie) à partir de cristaux liquides nématiques ferroélectriques fabriqués par Merck Electronics KGaA, des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière ont appliqué pour la première fois la SPDC à un cristal liquide. . L’efficacité de génération de photons intriqués est aussi élevée que celle des meilleurs cristaux non linéaires, tels que le niobate de lithium, d’épaisseur similaire. En appliquant un champ électrique de quelques volts seulement, ils ont pu activer et désactiver la génération de paires de photons, ainsi que modifier les propriétés de polarisation de ces paires. Cette découverte marque le début d’une nouvelle génération de sources lumineuses quantiques : flexibles, accordables et efficaces.

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Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

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Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

Illustration de la conception expérimentale générale du CREME exoMIP (Tsigaridis et al. en préparation), comme exemple de la façon dont l’exoMIP peut être structuré pour permettre une large participation communautaire. — Ph.EP astronomique

Alors que le télescope spatial James Webb commence à renvoyer des observations, il est plus important que jamais que les modèles climatiques exoplanétaires soient capables de prédire de manière cohérente et correcte l’observabilité des exoplanètes, de récupérer leurs données et d’interpréter les environnements planétaires à partir de ces données.

Les comparaisons entre modèles jouent un rôle crucial dans ce contexte, surtout à l’heure où peu de données sont disponibles pour valider les prédictions des modèles. Le groupe de travail CUISINES du Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) de la NASA soutient une approche systématique pour évaluer les performances des modèles d’exoplanètes et fournit ici un cadre pour mener des projets d’intercomparaison de modèles d’exoplanètes organisés par la communauté (exoMIP).

Le cadre CUISINES adapte spécifiquement les pratiques de la communauté climatique terrestre pour répondre aux besoins des chercheurs exoplanétaires, y compris une gamme de types de modèles, de cibles planétaires et d’études spatiales paramétriques. Son objectif est d’aider les chercheurs à travailler collectivement, équitablement et ouvertement pour atteindre des objectifs communs.

Le cadre CUISINES repose sur cinq principes : 1) Définir à l’avance la ou les questions de recherche que exoMIP vise à aborder. 2) Créer une conception pilote qui maximise la participation de la communauté et en faire la publicité largement. 3) Planifiez un calendrier de projet qui permet à tous les membres d’exoMIP de participer pleinement. 4) Créer des produits de données à partir des résultats du modèle pour une comparaison directe avec les observations. 5) Créez un plan de gestion des données applicable aujourd’hui et évolutif à l’avenir.

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Au cours des premières années de son existence, CUISINES fournit déjà un soutien logistique à 10 exoMIP et continuera à organiser des ateliers annuels pour approfondir les commentaires de la communauté et présenter de nouvelles idées d’exoMIP.

Linda E. Sohl, Thomas J. Fuchez, Sean Domagal-Goldman, Duncan A. Christie, Russell Detrick, Jacob Haque-Misra, C.E. Harman, Nicholas Iero, Nathan J. Mayne, Costas Tsigarides, Geronimo L. Villanueva, Ambre V. Jeune, Guillaume Chaverot

Commentaires : 14 pages, deux numéros
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP) ; Instruments et méthodes astrophysiques (astro-ph.IM)
Citer comme : arXiv:2406.09275 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2406.09275v1 [astro-ph.EP] pour cette version)
Date de soumission
Qui : Linda Suhl
[v1] Jeudi 13 juin 2024, 16:14:22 UTC (903 Ko)
https://arxiv.org/abs/2406.09275
Astrobiologie

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Ingénieur – Des « mégaclusters » de satellites pourraient mettre en péril la reconstitution du trou d’ozone

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Ingénieur – Des « mégaclusters » de satellites pourraient mettre en péril la reconstitution du trou d’ozone

Le Protocole de Montréal de 1987 a réglementé avec succès les CFC nocifs pour la couche d’ozone afin de protéger la couche d’ozone, réduisant ainsi le trou d’ozone au-dessus de l’Antarctique, et une reprise est attendue dans les 50 prochaines années.

Cependant, de nouvelles recherches de Université de Californie du Sud Ecole d’Ingénieurs de Viterbi Il a montré que ces oxydes ont été multipliés par huit entre 2016 et 2022 et continueront de s’accumuler à mesure que le nombre de satellites en orbite terrestre basse (LEO) augmentera, mettant ainsi la couche d’ozone en danger dans les décennies à venir.

Les chercheurs ont expliqué que sur 8 100 objets en orbite terrestre basse, 6 000 sont des satellites Starlink lancés au cours des dernières années et que la demande d’une couverture Internet mondiale entraîne une augmentation rapide du lancement d’essaims de petits satellites de communication.

SpaceX est le leader de ce projet, avec l’autorisation de lancer 12 000 satellites Starlink supplémentaires et jusqu’à 42 000 satellites prévus. Amazon et d’autres sociétés dans le monde envisagent également de créer des constellations allant de 3 000 à 13 000 satellites, ajoutent les auteurs de l’étude.

Les satellites Internet ont une durée de vie d’environ cinq ans seulement, les entreprises doivent donc lancer des satellites de remplacement pour maintenir le service Internet, ce qui poursuit un cycle d’obsolescence programmée et de contamination imprévue, ont indiqué les chercheurs.

Les oxydes d’aluminium déclenchent des réactions chimiques qui détruisent l’ozone stratosphérique, qui protège la Terre des rayons ultraviolets. Les oxydes ne réagissent pas chimiquement avec les molécules d’ozone, mais conduisent plutôt à des réactions destructrices entre l’ozone et le chlore, conduisant à l’appauvrissement de la couche d’ozone.

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Étant donné que les oxydes d’aluminium ne sont pas consommés dans ces réactions chimiques, ils peuvent continuer à détruire molécule après molécule d’ozone pendant des décennies à mesure qu’ils dérivent dans la stratosphère, ont indiqué les chercheurs.

« Ce n’est que ces dernières années que les gens ont commencé à penser que cela pourrait devenir un problème », a déclaré Joseph Wang, chercheur en astronautique à l’Université de Californie du Sud et auteur correspondant de l’étude, dans un communiqué. « Nous avons été l’une des premières équipes à considérer les implications de ces faits. »

Puisqu’il est impossible de collecter des données sur des engins spatiaux en feu, des études antérieures ont utilisé des analyses de micrométéorites pour estimer la contamination potentielle. Cependant, les chercheurs ont indiqué que les micrométéorites contiennent très peu d’aluminium, un métal qui représente 15 à 40 % de la masse de la plupart des satellites. Ces estimations ne s’appliquent donc pas bien aux nouveaux satellites.

Au lieu de cela, les chercheurs ont modélisé la composition chimique et les liaisons au sein des matériaux satellites lors de leurs interactions aux niveaux moléculaire et atomique. Les résultats ont permis aux chercheurs de comprendre comment la matière change avec différents apports d’énergie.

L’étude a été financée par NASAIl a été constaté qu’en 2022, la rentrée des satellites a augmenté la quantité d’aluminium dans l’atmosphère de 29,5 % au-dessus des niveaux normaux.

La modélisation a montré qu’un satellite typique de 250 kg avec 30 pour cent de sa masse d’aluminium générerait environ 30 kg de nanoparticules d’oxyde d’aluminium (taille de 1 à 100 nanomètres) lors de la rentrée. La plupart de ces particules sont générées dans la mésosphère, entre 50 et 85 kilomètres (30 à 50 miles) au-dessus de la surface de la Terre.

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L’équipe a ensuite calculé que, en fonction de la taille des particules, il faudrait jusqu’à 30 ans pour que les oxydes d’aluminium dérivent jusqu’aux hauteurs stratosphériques, où se trouvent 90 % de l’ozone troposphérique.

Les chercheurs estiment qu’au moment où les constellations de satellites actuellement prévues seront achevées, 912 tonnes d’aluminium tomberont sur Terre chaque année. Cela libérerait environ 360 tonnes d’oxydes d’aluminium par an dans l’atmosphère, soit une augmentation de 646 % par rapport aux niveaux naturels.

L’étude a été publiée dans la revue en libre accès AGU Lettres de recherche géophysiqueentièrement lisible ici.

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