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Des microbes inconnus peuvent être un signal d’alerte précoce d’un point de basculement climatique

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Des microbes inconnus peuvent être un signal d’alerte précoce d’un point de basculement climatique

Trouvé dans les lacs et les rivières du monde entier, des créatures unicellulaires comme celles-ci Bourse paramécie Il peut à la fois manger et photosynthétiser. Des microbes comme ceux-ci jouent un double rôle dans le changement climatique, libérant ou absorbant du dioxyde de carbone – le gaz à effet de serre piégeant la chaleur qui est le principal moteur du réchauffement – selon qu’ils adoptent un mode de vie animal ou végétal. Crédit : Daniel J Wiczynski, Duke University

L’augmentation des niveaux de chaleur pourrait pousser le plancton océanique et d’autres organismes unicellulaires vers le seuil de carbone, ce qui pourrait exacerber le réchauffement climatique. Cependant, des études récentes suggèrent qu’il pourrait être possible d’identifier les signes avant-coureurs avant que ces organismes n’atteignent ce point critique.

Un groupe de scientifiques menant des recherches sur une classe de microbes répandue, mais souvent négligée, a découvert une boucle de rétroaction climatique qui pourrait augmenter le réchauffement climatique. Cependant, cette découverte a un avantage : elle peut également être un signal d’alerte précoce.

À l’aide de simulations informatiques, des chercheurs de l’Université Duke et de l’Université de Californie à Santa Barbara ont montré que la grande majorité du plancton océanique mondial, ainsi que de nombreux organismes unicellulaires qui habitent les lacs, les tourbières et d’autres écosystèmes, pourraient atteindre un niveau de basculement. indiquer. Ici, au lieu d’absorber du dioxyde de carbone, ils commencent à faire le contraire. Ce changement est le résultat de la façon dont votre métabolisme réagit au réchauffement.

Parce que le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre, cela peut à son tour faire monter les températures – une boucle de rétroaction positive qui peut conduire à un changement rapide, où de petites quantités de réchauffement ont un impact important.

Mais en surveillant attentivement leur abondance, nous pourrons peut-être anticiper le point de basculement avant qu’il n’arrive ici, rapportent les chercheurs dans une étude publiée le 1er juin dans la revue Nature. écologie fonctionnelle.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs se sont concentrés sur un groupe de micro-organismes appelés mixotrophes, ainsi nommés parce qu’ils mélangent deux modes de métabolisme : ils peuvent photosynthétiser comme une plante ou chasser la nourriture comme un animal, selon les conditions.

« Ils sont comme[{ » attribute= » »>Venus fly traps of the microbial world,” said first author Daniel Wieczynski, a postdoctoral associate at Duke.

During photosynthesis, they soak up carbon dioxide, a heat-trapping greenhouse gas. And when they eat, they release carbon dioxide. These versatile organisms aren’t considered in most models of global warming, yet they play an important role in regulating climate, said senior author Jean P. Gibert of Duke.

Most of the plankton in the ocean — things like diatoms, dinoflagellates — are mixotrophs. They’re also common in lakes, peatlands, in damp soils, and beneath fallen leaves.

“If you were to go to the nearest pond or lake and scoop a cup of water and put it under a microscope, you’d likely find thousands or even millions of mixotrophic microbes swimming around,” Wieczynski said.

“Because mixotrophs can both capture and emit carbon dioxide, they’re like ‘switches’ that could either help reduce climate change or make it worse,” said co-author Holly Moeller, an assistant professor at the University of California, Santa Barbara.

To understand how these impacts might scale up, the researchers developed a mathematical model to predict how mixotrophs might shift between different modes of metabolism as the climate continues to warm.

The researchers ran their models using a 4-degree span of temperatures, from 19 to 23 degrees Celsius (66-73 degrees Fahrenheit). Global temperatures are likely to surge 1.5 degrees Celsius above pre-industrial levels within the next five years, and are on pace to breach 2 to 4 degrees before the end of this century.

The analysis showed that the warmer it gets, the more mixotrophs rely on eating food rather than making their own via photosynthesis. As they do, they shift the balance between carbon in and carbon out.

The models suggest that, eventually, we could see these microbes reach a tipping point — a threshold beyond which they suddenly flip from carbon sink to carbon source, having a net warming effect instead of a cooling one.

This tipping point is hard to undo. Once they cross that threshold, it would take significant cooling — more than one degree Celsius — to restore their cooling effects, the findings suggest.

But it’s not all bad news, the researchers said. Their results also suggest that it may be possible to spot these shifts in advance, if we watch out for changes in mixotroph abundance over time.

“Right before a tipping point, their abundances suddenly start to fluctuate wildly,” Wieczynski said. “If you went out in nature and you saw a sudden change from relatively steady abundances to rapid fluctuations, you would know it’s coming.”

Whether the early warning signal is detectable, however, may depend on another key factor revealed by the study: nutrient pollution.

Discharges from wastewater treatment facilities and runoff from farms and lawns laced with chemical fertilizers and animal waste can send nutrients like nitrate and phosphate into lakes and streams and coastal waters.

When Wieczynski and his colleagues included higher amounts of such nutrients in their models, they found that the range of temperatures over which the telltale fluctuations occur starts to shrink until eventually the signal disappears and the tipping point arrives with no apparent warning.

The predictions of the model still need to be verified with real-world observations, but they “highlight the value of investing in early detection,” Moeller said.

“Tipping points can be short-lived, and thus hard to catch,” Gibert said. “This paper provides us with a search image, something to look out for, and makes those tipping points — as fleeting as they may be — more likely to be found.”

Reference: “Mixotrophic microbes create carbon tipping points under warming” by Daniel J. Wieczynski, Holly V. Moeller and Jean P. Gibert, 31 May 2023, Functional Ecology.
DOI: 10.1111/1365-2435.14350

The study was funded by the Simons Foundation, the National Science Foundation, and the U.S. Department of Energy.

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Le succès du lancement du vaisseau spatial rapproche la vision de Musk d'un voyage spatial bon marché

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Le succès du lancement du vaisseau spatial rapproche la vision de Musk d'un voyage spatial bon marché

Le vaisseau spatial SpaceX a volé dans l'espace pour la première fois le 14 mars 2024.
EspaceX

  • Avec sa dernière mission Starship, SpaceX se prépare à réduire les coûts de lancement par 10, a déclaré un expert.
  • La société a lancé jeudi son énorme fusée pionnière dans l’espace sans exploser pour la première fois.
  • La réduction des coûts de lancement est cruciale pour ouvrir l’industrie.

Le lancement du Starship de SpaceX jeudi n'était pas seulement génial. Il s’agit peut-être d’un tournant majeur dans l’industrie spatiale.

L'énorme fusée d'Elon Musk, qui ne transportait ni charge utile ni personnes, n'a pas survécu à l'atterrissage de jeudi. Mais il a traversé l'espace et est retombé dans l'atmosphère terrestre avant d'exploser, un moment décisif pour SpaceX, 22 ans après sa fondation.

Les progrès rapides dans le développement du système de lancement Starship-Super Heavy laissent espérer que le géant de 400 pieds de haut deviendra pleinement opérationnel – et entièrement réutilisable – très bientôt.

Cette fusée massive est la clé de l'ambition d'Elon Musk de réduire les coûts à environ 10 millions de dollars par lancement, une étape cruciale pour ceux qui tentent d'établir leurs futures industries dans l'espace, comme l'exploitation minière d'astéroïdes ou les usines spatiales.

« Avec Starship, SpaceX est sur le point de réduire à nouveau les coûts de lancement », a déclaré jeudi à Business Insider Brendan Russo, professeur à la Harvard Business School et qui écrit un livre sur l'industrie spatiale.

SpaceX a déjà réduit les coûts de lancement

Starship-Super Heavy est le plus grand système de lancement jamais développé. Le propulseur ultra-lourd qui transporte le vaisseau spatial dans l’espace peut produire deux fois plus de poussée que les fusées qui ont envoyé les astronautes d’Apollo sur la lune.

Une fois pleinement développé, il devrait être capable de lancer jusqu’à 150 tonnes en orbite.

Cela fait beaucoup de marchandises. À titre de comparaison, le cheval de bataille de SpaceX, le Falcon 9, transporte environ 50 000 livres en orbite terrestre basse à chaque lancement.

Cela permet des économies d’échelle significatives, car davantage de charge utile peut être transportée à chaque lancement.

Mais cela aide également les entreprises à consacrer beaucoup moins d’argent à la préparation de leur charge utile.

« Dans l'histoire des vols spatiaux, la façon dont vous placez votre charge utile sur une fusée consiste à la réduire. Et lorsque vous la réduisez, vous dépensez beaucoup d'argent pour réduire votre technologie », explique Abhi Tripathi, directeur des opérations de mission de l'université. Du California Space Science Laboratory, Berkeley, à PE vendredi.

« Un vaisseau spatial vous donne la possibilité d'inverser cette équation. Il vous donne la possibilité d'utiliser une technologie plus primitive. Ne perdez pas de temps à réduire et à miniaturiser votre objet, utilisez quelque chose du commerce », a-t-il déclaré.

La photo montre le Starship entièrement empilé sur sa rampe de lancement. Elon Musk a déclaré mercredi que la fusée était « prête à lancer » son deuxième vol entièrement intégré, en attendant l’approbation réglementaire.
EspaceX

Un formidable lanceur que vous pouvez utiliser encore et encore

SpaceX ne parie pas seulement sur l’énorme potentiel de réduction des coûts de la fusée. Son principal pari est de rendre l’énorme fusée de 400 pieds entièrement réutilisable.

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Pensez à combien coûterait un vol en avion si la compagnie aérienne devait construire un nouvel avion à chaque fois. C’est ainsi que la plupart des acteurs de l’industrie du lancement gèrent les fusées.

La réutilisabilité offre d’énormes opportunités pour réduire la facture. Et ce n’est pas une tentative dans le noir, SpaceX a déjà prouvé que le modèle économique fonctionne avec le Falcon 9.

Le propulseur de fusée de taille moyenne n’est pas éliminé. Au lieu de cela, après chaque lancement, il atterrit pour voler un autre jour. Grâce à cette technologie, SpaceX a pu proposer des lancements rapides et bon marché pour un coût d'environ 67 millions de dollars par vol.

Cela représente environ 1 500 $ par livre de chargement. En comparaison, la navette spatiale Il facture environ 25 000 $ la livre en 2011.

La promesse de Starship est de réutiliser pleinement les deux étages, indéfiniment.

Cela pourrait tout changer.

« Ils montrent qu'ils sont sur la bonne voie pour arriver là où ils veulent être dans un laps de temps incroyablement court », a déclaré à BI George Nield, ancien administrateur associé du Bureau des transports spatiaux commerciaux de la FAA.

« Cette voiture est tellement différente, tellement plus performante que tout ce que quiconque a jamais essayé de faire », a déclaré Nield. « Je pense que les gens n'apprécient pas nécessairement cela. »

Le vaisseau spatial abandonne son propulseur et monte dans l’espace, sans obstacle, le 14 mars 2024.
SpaceX via X

La route est longue mais la fin est proche

Avec ces développements, les plans d'affaires pour les industries spatiales telles que Fabrication de produits à grande échelle Dans le vide spatial ou dans l’extraction de métaux rares sur des astéroïdes, cela pourrait susciter davantage d’intérêt parmi les partisans.

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« Ces coûts élevés ont considérablement limité la portée des activités spatiales, limitant qui peut utiliser l'espace, comment il peut être utilisé et qui peut en bénéficier », a déclaré Russo de Harvard.

« La réduction des coûts de lancement a toujours été la première étape pour débloquer des sources de valeur plus larges et plus profondes à partir de l’espace », a-t-il déclaré.

Une capture d'écran de la vidéo de retour du vaisseau spatial montre une accumulation de plasma extrêmement chaud sur le ventre du vaisseau spatial.
SpaceX via X

SpaceX est prêt à aller de l'avant après le succès de jeudi. Cependant, il reste encore beaucoup de travail à faire avant que les industries puissent charger leur charge utile sur des engins spatiaux à moindre coût.

Dans le cadre de l'équation de Musk, SpaceX a besoin que le vaisseau spatial et son booster soient entièrement réutilisables. Cela n'a pas été tenté mercredi et le véhicule de soutien et le navire ont été perdus au retour.

Cependant, Tripathi s’attend à ce que ce ne soit pas trop loin. Il pense que SpaceX pourrait essayer de livrer des satellites Starlink lors du prochain lancement d'essai de Starship.

Quant à la réutilisabilité, « je pense que ce test a montré qu'ils ont probablement un ou deux autres tests », a-t-il déclaré.

« Je pense que les gens intelligents planifiaient déjà comme si le vaisseau spatial allait fonctionner. Et il est certain que les gens qui étaient sur la clôture ont peut-être commencé à s'en détacher dès les tests. [on Thursday]dit Tripathi.

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Les scientifiques ont découvert pourquoi d'étranges créatures marines sont couvertes de milliers de petits yeux

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Les scientifiques ont découvert pourquoi d'étranges créatures marines sont couvertes de milliers de petits yeux

Les scientifiques ont découvert pourquoi une étrange créature marine appelée chiton est recouverte de milliers de petits yeux. Les chitons sont des coquillages à coquille dure.

Certains types de chitons ont des yeux ou des yeux à l'intérieur de leur coquille avec des lentilles constituées d'un minéral appelé aragonite. Bien que ces yeux soient petits et simples, ils fonctionnent comme des organes sensoriels et fournissent une véritable vision, permettant à l'huître de reconnaître les formes et la lumière.

D'autres types de chitons ont des « points oculaires » plus petits qui agissent comme des pixels individuels, créant un capteur optique à travers la coque similaire au fonctionnement de l'œil d'une mouche. Une nouvelle étude publiée dans la revue Science montre comment ces deux systèmes visuels différents sont apparus.

Les scientifiques ont conclu que les ancêtres des chitons ont fait évoluer leurs yeux à quatre occasions différentes, ce qui a conduit aux façons uniques dont les différentes espèces voient aujourd'hui. « Nous savions qu'il y avait deux types d'yeux, donc nous ne nous attendions pas à quatre origines indépendantes », a déclaré Rebecca Varney de l'Université de Californie à Santa Barbara, qui a dirigé l'étude. « Le fait est que les chitons ont développé des yeux quatre fois, en deux différentes régions. » « Les routes, c'est assez incroyable pour moi. »

Les scientifiques ont découvert que les petites marques en forme d’œil sur la chitine sont apparues il y a entre 260 et 200 millions d’années, lorsque les dinosaures sont apparus pour la première fois. Les rapports indiquent que les grandes taches en forme d'œil sur leur coquille sont apparues il y a entre 200 millions et 150 millions d'années. Étoile du jour.

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Ensuite, ces marques ont à nouveau changé les yeux de la grande coquille il y a entre 150 et 100 millions d'années, et des plus petites il y a environ 75 à 25 millions d'années.

Ils ont également essayé de découvrir pourquoi ces changements se produisent dans différents types de cétones.

Les chitons ont des découpes spéciales dans leur coquille afin que leurs nerfs oculaires puissent pénétrer dans leur corps. L’équipe a découvert que les chitons avec de petites étiquettes oculaires présentaient plus de ces blessures que ceux avec de grandes étiquettes oculaires.

Cela signifie que les cétones présentant moins de blessures se sont retrouvées avec des coquilles oculaires moins nombreuses mais plus grandes et plus complexes. Mais ceux qui avaient le plus de blessures avaient de nombreuses marques mineures sur les yeux.

« Nous avons ici des preuves très claires dans le système naturel que l'évolution dépend de ce qui s'est passé avant, même si ce qui s'est passé avant semble n'avoir aucun rapport », a déclaré Todd Oakley de l'Université de Californie à Santa Barbara, l'un des principaux scientifiques de l'UC Santa Barbara. Barbara. . l'étude.


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SpaceX partage de superbes photos de fusée du vol Starship

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SpaceX partage de superbes photos de fusée du vol Starship

Le troisième vol d'essai de Starship jeudi dernier a été le meilleur jamais réalisé, dépassant de loin les deux premières missions, qui ont eu lieu l'année dernière et se sont terminées par d'énormes boules de feu après seulement quelques minutes.

Cette fois, le vaisseau spatial – composé du booster Super Heavy du premier étage et du vaisseau spatial de l’étage supérieur – a continué à voler, les deux parties atteignant leur point de destination avant de se briser à l’atterrissage.

Cette mission extrêmement réussie, qui comprenait la fusée la plus puissante du monde, a constitué un élan majeur pour le projet Starship, puisque SpaceX vise à utiliser le véhicule pour des vols d'équipage et de fret vers la Lune dans les années à venir. Il pourrait également être utilisé pour la première mission humaine sur Mars, peut-être dans les années 2030, même s’il reste encore beaucoup de travail préparatoire à accomplir avant de tenter une entreprise aussi ambitieuse.

SpaceX a depuis partagé des images époustouflantes de sa dernière mission Starship. Il comprend des gros plans de la fusée de 120 mètres quittant la rampe de lancement de l'installation Starbase de SpaceX à Boca Chica, au Texas :

Décollage du vol 3 vu du haut de la tour pic.twitter.com/JPlXDBONAb

– EspaceX (@SpaceX) 15 mars 2024

Elle a également partagé une vidéo au ralenti à vue plus large, montrant la fusée géante quittant la rampe de lancement, libérant près de 17 millions de livres de poussée, la plus grande poussée jamais réalisée pour une fusée :

Vue au ralenti du vaisseau spatial s'élevant à travers les nuages ​​au-dessus de Starbase pic.twitter.com/QEvcMmsLtO

– EspaceX (@SpaceX) 15 mars 2024

Plus tard au cours de la mission, des caméras attachées au vaisseau spatial Starship ont fourni ces images spectaculaires à environ 145 milles au-dessus de la Terre. Les deux dernières images montrent la voiture qui chauffe et brille en rouge alors qu'elle descend à grande vitesse avant de finalement se désintégrer :

Navire dans l'espace pic.twitter.com/ge5vJ0q9jW

– EspaceX (@SpaceX) 16 mars 2024

SpaceX a répertorié un certain nombre de premières réalisées lors de son dernier vol d'essai Starship. Ils comprenaient un booster très lourd effectuant une manœuvre de retournement et complétant une combustion complète du booster pour l'envoyer vers le point d'atterrissage dans le golfe du Mexique.

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En outre, le missile Super Heavy a réussi à allumer plusieurs moteurs pour la toute première fois, bien que le missile ait explosé peu de temps après à une altitude d'environ 460 mètres au-dessus du golfe du Mexique.

Après la séparation des étages, les six moteurs Raptor de Starship ont démarré avec succès et le vaisseau spatial a pu atteindre son orbite cible, devenant ainsi le premier vaisseau spatial à effectuer une ascension complète.

SpaceX a déclaré qu'il examinait actuellement les données collectées lors du vol d'essai le plus récent et cherchait à augmenter sa cadence de lancement à mesure que l'on avance en 2024. En d'autres termes, il ne faudra peut-être pas longtemps avant de voir un autre vaisseau spatial prendre son envol.

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