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Des paysages anciens façonnés par des rivières au plus profond de la glace de l’Antarctique ont été révélés

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Des paysages anciens façonnés par des rivières au plus profond de la glace de l’Antarctique ont été révélés

L’illustration montre à quoi ressemblerait un paysage de la taille de la Belgique situé dans la Terre de Wilkes, dans l’est de l’Antarctique, si l’épaisse calotte glaciaire qui le recouvrait était supprimée. Stuart Jamieson, Université de Durham/document via Reuters/photo d’archives Obtention des droits de licence

WASHINGTON (Reuters) – L’Antarctique n’a pas toujours été un désert rempli de glace et de neige. Le continent le plus au sud de la Terre abritait autrefois des rivières et des forêts regorgeant de vie.

Grâce aux observations satellitaires et au radar de pénétration des glaces, les scientifiques ont désormais un aperçu du monde perdu de l’Antarctique. Des chercheurs ont déclaré mardi avoir découvert, enfouie sous la calotte glaciaire du continent, une vaste région ancienne remplie de vallées et de collines qui auraient été formées par des rivières avant d’être submergées par la glace il y a longtemps.

Ce paysage, situé dans la région de Wilkes Land, dans l’est de l’Antarctique, bordant l’océan Indien, couvre une superficie à peu près de la taille de la Belgique ou de l’État américain du Maryland. Les chercheurs ont déclaré que le paysage semble remonter à il y a au moins 14 millions d’années et peut-être à 34 millions d’années, lorsque l’Antarctique est entrée dans un gel profond.

« Le paysage est comme un instantané du passé », a déclaré Stuart Jamieson, professeur de glaciologie à l’Université de Durham en Angleterre et co-responsable de l’étude publiée dans la revue. Communications naturelles.

« Il est difficile de savoir à quoi ressemblait ce monde perdu avant l’arrivée de la glace, mais il faisait certainement plus chaud à cette époque. Selon l’époque à laquelle vous vous trouviez, vous aviez probablement des climats allant de la Patagonie à quelque chose comme aujourd’hui », a ajouté Jamison. A l’approche des tropiques. « Un ancien pollen de palmier a été découvert en Antarctique, non loin de la côte de notre site d’étude. »

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Un tel environnement aurait probablement été habité par des animaux sauvages, a ajouté Jamieson, bien que les archives fossiles de la région soient trop incomplètes pour indiquer quels animaux auraient pu y habiter.

La glace au-dessus du paysage antique a une épaisseur d’environ 2,2 à 3 km, selon le co-responsable de l’étude Neil Ross, professeur de sciences polaires et de géophysique environnementale à l’Université de Newcastle en Angleterre.

Les chercheurs ont déclaré que la terre située sous cette glace est encore moins connue que la surface de Mars. Une façon de percer ses secrets, ont-ils déclaré, consiste à percer la glace et à prélever une carotte des sédiments en dessous. Cela pourrait fournir des preuves révélant des plantes et des animaux anciens, comme cela s’est produit avec des spécimens obtenus au Groenland datant de deux millions d’années.

La nouvelle étude a utilisé des observations satellitaires de la surface de la glace, qui, à certains endroits, suivaient les contours du paysage enfoui, et des données radar pénétrant dans la glace provenant d’un avion survolant le site.

Certaines études antérieures ont également révélé d’anciens paysages sous la glace de l’Antarctique, notamment des montagnes et des hauts plateaux, bien que les paysages découverts dans la nouvelle étude soient les premiers du genre.

« Le paysage a été modifié par divers processus influencés par les rivières, la tectonique et la glaciation sur une très longue période géologique », a déclaré Ross.

Ross a ajouté qu’il y a 34 millions d’années, le paysage et la végétation de l’Antarctique ressemblaient probablement aux forêts pluviales tempérées fraîches d’aujourd’hui en Tasmanie, en Nouvelle-Zélande et dans la région de Patagonie en Amérique du Sud.

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L’Antarctique faisait autrefois partie du supercontinent Gondwana qui comprend également ce qui est aujourd’hui l’Afrique, l’Amérique du Sud, l’Australie, le sous-continent indien et la péninsule arabique, mais il s’est finalement séparé et s’est isolé dans un processus géologique appelé tectonique des plaques.

Les chercheurs pensent que lorsque le climat de l’Antarctique était plus chaud, les rivières coulaient à travers le paysage nouvellement défini vers la côte continentale créée lorsque d’autres masses terrestres se séparaient, a déclaré Jamieson. Lorsque le climat se refroidit, quelques petits glaciers se forment sur les collines à côté des rivières, avec des vallées se creusant en raison de l’érosion glaciaire, a expliqué Jamieson.

« Puis le climat s’est encore refroidi et une calotte glaciaire s’est développée qui a recouvert tout le continent, noyant tous les glaciers qui existaient auparavant. Lorsque cette croissance glaciaire s’est produite, les conditions entre la base de glace et le paysage ont changé pour devenir extrêmement froides », a ajouté Jamison. « Et de cette façon, ils ne pouvaient plus lutter contre l’érosion de notre paysage. « Au lieu de cela, le paysage a été préservé, probablement depuis 34 millions d’années. »

Will Dunham rapporte. Edité par Daniel Wallis

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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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