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Des scientifiques découvrent des plastiques « manquants » au fond de l’océan

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Environ 51 000 milliards de microplastiques flottent à la surface des océans du monde entier. Provenant de divers types de plastiques, ces minuscules fragments (moins de 5 millimètres de long) polluent les écosystèmes naturels. Des centaines d’études ont examiné les débris de plastique à la surface ou près de la surface de l’océan. Cependant, ces études ne font qu’effleurer la surface et ne fournissent pas un inventaire complet de ce qui se cache derrière.

Une étude menée par la Florida Atlantic University est la première à dévoiler la prévalence des plastiques dans toute la colonne d’eau d’une zone d’accumulation de plastique offshore dans le sud de l’océan Atlantique et implique l’intérieur de l’océan comme un bassin crucial de plastiques « manquants ».

Résultats, publiés dans la revue Biologie du changement global, démontrer que les petits microplastiques sont critiques, sous-explorés et font partie intégrante de l’inventaire des plastiques océaniques. De plus, les résultats montrent que les systèmes de courants océaniques faibles contribuent à la formation de petits points chauds de microplastiques en profondeur, suggérant un taux de rencontre plus élevé pour les nourrisseurs de particules souterraines comme le zooplancton.

« Notre étude souligne l’urgence d’une quantification accrue des microplastiques des grands fonds, en particulier la fraction de plus petite taille, afin de mieux comprendre l’exposition de l’écosystème et de prédire le devenir et les impacts de ces microplastiques », a déclaré Tracy Mincer, Ph.D., auteur principal. et professeur adjoint de biologie au FAU Harbour Branch Oceanographic Institute et au FAU Harriet L. Wilkes Honors College.

Pour acquérir une meilleure compréhension mécaniste de la façon dont les plastiques coulent de la surface de l’océan au-delà de la couche mixte et finalement jusqu’aux profondeurs abyssales de l’océan, les chercheurs ont échantillonné des particules de plastique dans le gyre subtropical de l’Atlantique Sud en utilisant sur place filtration à haut volume, échantillonnage Manta net et MultiNet, combinés à une imagerie infrarouge à micro-transformée de Fourier.

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Ils ont découvert que l’abondance et les schémas de distribution des petits microplastiques variaient géographiquement et verticalement en raison des processus de redistribution divers et complexes interagissant avec différentes particules de plastique. Ils ont également observé de grandes variations horizontales et verticales dans l’abondance des petits microplastiques, affichant des tendances verticales inverses dans certains cas. Les petits microplastiques abondants dans les échantillons de pompe étaient supérieurs de plus de deux ordres de grandeur aux gros microplastiques collectés simultanément dans les échantillons MultiNet.

« Les petits microplastiques sont différents des grands microplastiques en ce qui concerne leur comportement élevé, leur nature chimique, leurs étapes d’altération du transport, leurs interactions avec les environnements ambiants, leur biodisponibilité et l’efficacité de libération des additifs plastiques », a déclaré Shiye Zhao, Ph.D., premier auteur et un post-doctorant à la FAU Harbour Branch. « Ces caractéristiques distinctes ont un impact sur leur devenir environnemental et leurs impacts potentiels sur les écosystèmes marins. »

Les polymères à haute densité tels que les résines alkydes, utilisés dans la plupart des revêtements commerciaux à base d’huile tels que les peintures pour coques de navires et le polyamide, couramment utilisés dans les textiles comme les vêtements, les cordes et les filets de pêche, représentaient plus de 65 % du nombre total d’échantillons de pompe dans le étudier. Cette découverte met en évidence un écart entre les compositions de polymères des précédentes enquêtes à la surface de l’océan, qui sont généralement dominées par des polymères flottants tels que le polyéthylène utilisé pour l’emballage des films et des sacs d’épicerie et le polypropylène utilisé pour les contenants en plastique et les bouteilles d’eau réutilisables.

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Par rapport aux gros microplastiques collectés au filet, les petites particules de microplastiques sont plus fortement oxydées et semblent avoir une plus longue durée dans la colonne d’eau, ce qui suggère des risques accrus pour la santé des écosystèmes marins en raison de la bioabsorption possible de particules de plastique et de produits chimiques associés et des impacts potentiels sur les cycles biogéochimiques mondiaux. .

« Alors que les particules de plastique se désintègrent en fractions de plus petite taille, elles peuvent devenir nocives de manières différentes et imprévisibles qui commencent seulement à être comprises », a déclaré Mincer. « Ces microplastiques de la taille d’un micron peuvent se déplacer à travers l’épithélium intestinal, être piégés dans la biomasse et avoir le potentiel de se transférer à travers les réseaux trophiques marins, posant un risque écologique et des impacts biogéochimiques inconnus. »

Alors que les efforts de pêche commerciale s’intensifient pour récolter des espèces marines destinées à la consommation humaine, les chercheurs affirment que des études axées sur l’ingestion de microplastiques plus petits sont nécessaires de toute urgence pour évaluer l’étendue de la contamination plastique de la biomasse.

La procédure d’analyse combinée utilisée par Mincer, Zhao et des collaborateurs de l’Institut royal néerlandais de recherche sur la mer et de l’Institut océanographique de Woods Hole a fourni une vue plus intégrative de la distribution, de l’abondance, des dimensions et de la nature chimique des particules de plastique à l’intérieur d’un gyre océanique.

Les co-auteurs de l’étude sont Erik R. Zettler, Ph.D., écologiste microbien au Royal Netherlands Institute for Sea Research; Ryan P. Bos, MS, un doctorat. étudiant à FAU Harbour Branch; Peigen Lin, Ph.D., chercheur associé au Woods Hole Oceanographic Institute; et Linda A. Amaral-Zettler, Ph.D., microbiologiste marin et professeur à l’Institut royal néerlandais de recherche sur la mer.

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Ce travail a été soutenu par des fonds de démarrage du Royal Netherlands Institute for Sea Research pour aider à financer l’expédition. Les fonds pour cette étude ont été fournis par le FAU World Class Faculty and Scholar Program attribué à Mincer; une subvention de la NOAA sur les débris marins (NA17NOS9990024) accordée à Amaral-Zettler et Mincer ; et l’American Chemistry Council décerné à Amaral-Zettler, Zettler et Mincer.

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La station spatiale chinoise a été impliquée dans un accident spatial

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La station spatiale chinoise a été impliquée dans un accident spatial
La Station spatiale chinoise Tiangong vue d'en haut.
La Station spatiale chinoise Tiangong vue d'en haut. CMSA

Les membres de l'équipage à bord de la station spatiale chinoise ont terminé avec succès les réparations après que des débris ont provoqué une panne de courant partielle dans l'installation, ont révélé mercredi des responsables de l'Agence chinoise pour l'espace habité (CMSA) lors d'une conférence de presse.

Les débris spatiaux ont heurté les câbles d'alimentation reliés aux ailes solaires du module central et ont été réparés par les astronautes lors de deux sorties dans l'espace à la station spatiale Tiangong, la plus récente au début du mois dernier.

L'équipage devrait revenir sur Terre le 30 avril après que les opérations de la station auront été transférées à l'équipage entrant de Shenzhou-18. Les médias d'État ont rapporté.

La CMSA s'efforce d'améliorer les procédures d'avertissement et d'évitement des collisions spatiales et a réduit le taux de fausses alarmes de 30 %, ont indiqué des responsables de l'agence. Dans le cadre d'une autre mesure visant à améliorer la sécurité, la caméra haute définition installée sur le bras robotique de Tiangong, ainsi que les caméras portables utilisées par les astronautes lors des sorties dans l'espace, seront utilisées pour examiner attentivement l'état de l'extérieur de la station afin de vérifier et d'analyser toute frappe. Mécanisme d'impact de petits débris.

La station spatiale chinoise orbite à environ 280 milles au-dessus de la Terre et à environ 30 milles au-dessus de la Station spatiale internationale. Cela place les deux installations en orbite proche de la Terre, là où se trouvent la plupart des déchets spatiaux dangereux.

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Les débris spatiaux sont constitués de satellites déclassés, de parties de fusées usées et d'un grand nombre de petits fragments résultant de collisions aléatoires impliquant ces objets. Ils voyagent autour de la Terre à une vitesse fulgurante et toute frappe sur l’une ou l’autre station spatiale peut potentiellement causer des dégâts considérables.

Les opérateurs des deux installations orbitales disposent de systèmes pour surveiller les déchets les plus gros, et si l'un d'entre eux est considéré comme étant sur le point d'entrer en collision avec une station, l'installation est déplacée vers une orbite supérieure ou inférieure pour l'éviter.

Lors d'un incident dramatique survenu en 2021, les membres de l'équipage à bord de la Station spatiale internationale ont reçu l'ordre de se réfugier dans leur vaisseau spatial lorsqu'un nuage de débris spatiaux dangereux – créé par un essai antimissile russe qui a détruit un vieux satellite – s'est approché de manière alarmante de la station. . Heureusement, la Station spatiale internationale a pu éviter tout dommage et l'équipage a été autorisé à reprendre ses fonctions normales.

Alors que de plus en plus de déchets spatiaux apparaissent constamment, un certain nombre d'entreprises explorent différentes façons de les éliminer afin de rendre les opérations en orbite proche de la Terre plus sûres, non seulement pour les stations spatiales, mais également pour les satellites opérationnels qui alimentent les services vitaux sur Terre. .

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L'enzyme forme des complexes avec des géométries fractales

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L'enzyme forme des complexes avec des géométries fractales

Les chercheurs ont identifié une enzyme capable de s’assembler en complexes aux géométries fractales. Les fractales – des modèles hiérarchiques dans lesquels des caractéristiques structurelles à des échelles plus grandes sont répétées à des échelles plus petites – sont bien connues au niveau macroscopique, mais on n'a pas encore observé qu'elles se formaient spontanément à partir de molécules biologiques au niveau moléculaire dans des cellules ou in vitro.

Maintenant, George K. une. Hochberg de l'Institut Max Planck de microbiologie terrestre et de l'Université Philips de Marburg, Jan M. Schuller de l'Université Philips de Marburg et leurs collègues ont découvert que l'enzyme citrate synthase extraite des cyanobactéries Staphylocoque long Les complexes se forment selon un motif fractal appelé triangle de Sierpiński (nature 2024, identification numérique : 10.1038/s41586-024-07287-2). Les triangles de Sierpiński sont constitués de petits triangles équilatéraux imbriqués dans des triangles équilatéraux plus grands.

Forme motivationnelle de S. rectangle La citrate synthase est l'hexadécane. Ces hexamères peuvent s'assembler en triangles de Sierpiński avec 18 ou 54 copies de la protéine (3 ou 9 hexamères). Pour former des fractales, l’enzyme tourne dans le sens opposé à celui dans lequel elle tourne pour lier le substrat pendant la catalyse. Les fractales « corrigent quelque chose d’une manière qui rend la stimulation difficile », explique Hochberg.

L’enzyme ne forme ces structures plus grandes que la nuit, lorsque le pH des cyanobactéries est approximativement neutre. « Il est possible que cette chose soit un accident inoffensif, car elle ne crée cette structure folle qu'à un moment de la journée où vous n'avez de toute façon pas besoin de l'enzyme », explique Hochberg. Le 18-mer se forme à des concentrations si faibles que Hochberg est convaincu qu’il est présent dans les cellules. Il pense que le 54-mer ne s’est peut-être pas formé physiologiquement.

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Les chercheurs ont utilisé la reconstruction de la protéine ancestrale pour étudier comment l’enzyme a développé sa capacité à former des fractales. L'acide glutamique et l'histidine nécessaires à l'interface de formation des fractales étaient présents dans des protéines ancestrales qui ne formaient pas de fractales. Le remplacement de la glutamine par la leucine a supprimé l’interaction qui empêchait la formation fractale. Ce changement les a incités à se rassembler.

« C'est étrange d'un point de vue évolutionniste », dit Hochberg. « Ce que cela signifie, c'est que tous les liens positifs qui unissent cette chose étaient déjà là. »

« C'est un excellent exemple de la façon dont les caprices de l'évolution peuvent conduire à la formation de structures qui seraient autrement difficiles à réaliser grâce à la conception de protéines, car les contacts interfaciaux, les conflits stériques et la flexibilité angulaire doivent être programmés dans une hiérarchie de facteurs non covalents. interactions », a écrit François Panix, qui a conçu des matériaux contenant la protéine On à l’Université de Washington, a déclaré dans un e-mail : « Un seul élément constitutif est exposé lorsqu’il s’assemble en une fractale. »

L'élimination de la capacité de l'enzyme à former des fractales n'a eu aucun effet notable sur les cellules, explique Hochberg. « Il est si facile de produire ces choses pour l'évolution en une seule étape mutationnelle, que nous devrions en fait nous attendre à ce que cela se produise parfois par hasard », dit-il. Si quelqu'un découvre un assemblage étrange similaire dans un autre organisme, il pourrait se demander s'il ne s'agit que d'un accident inoffensif, explique Hochberg.

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Des astronomes ont découvert des « embouteillages » de trous noirs dans les centres galactiques

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Des astronomes ont découvert des « embouteillages » de trous noirs dans les centres galactiques

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Couple normal individuel de M = 107M problème. Les lignes noires montrent le couple de type I ainsi que le couple GW. Les lignes violettes représentent le couple thermique, tandis que les lignes bleues représentent le couple total. Panneau de gauche : couple tracé dans l’espace R. Panneau de droite : couple tracé dans l’espace τ. Les lignes verticales pointillées indiquent τ± (vert) et τ0 (rouge), endroits où des pièges migratoires sont susceptibles de se produire. crédit: Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). est ce que je: 10.1093/mnras/stae828

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Couple normal individuel de M = 107M problème. Les lignes noires montrent le couple de type I ainsi que le couple GW. Les lignes violettes représentent le couple thermique, tandis que les lignes bleues représentent le couple total. Panneau de gauche : couple tracé dans l’espace R. Panneau de droite : couple tracé dans l’espace τ. Les lignes verticales pointillées indiquent τ± (vert) et τ0 (rouge), endroits où des pièges migratoires sont susceptibles de se produire. crédit: Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). est ce que je: 10.1093/mnras/stae828

Une étude internationale, dirigée par des chercheurs de l'Université Monash, a révélé des informations importantes sur la dynamique des trous noirs au sein des disques massifs situés au centre des galaxies.

Publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, l'étude Il montre les processus complexes qui déterminent quand et où les trous noirs ralentissent et interagissent les uns avec les autres, conduisant potentiellement à des fusions.

Les résultats de l’étude mettent en évidence les émissions d’ondes gravitationnelles (GW) provenant de la fusion des trous noirs, événements qui peuvent être détectés par des instruments tels que le Laser Gravitational Wave Observatory (LIGO).

Lorsque deux trous noirs se rapprochent trop, ils perturbent l’espace-temps lui-même, émettant des ondes gravitationnelles avant de finalement fusionner en un seul trou.

Le Dr Evgeny Grishin, chercheur postdoctoral à l'École de physique et d'astronomie de l'Université Monash qui a dirigé l'étude, a comparé le phénomène à une intersection très fréquentée sans feux de signalisation fonctionnels.

« Nous avons examiné combien et où nous aurions ces intersections très fréquentées », a déclaré le Dr Grishin.

La recherche s'est concentrée sur les centres des galaxies, où les trous noirs peuvent fusionner plusieurs fois en raison de l'énorme force gravitationnelle du trou noir supermassif situé au centre.

De plus, la présence d’un disque d’accrétion massif de gaz contribue à la luminosité de ces galaxies, les classant parmi les noyaux galactiques actifs (AGN).

L'interaction entre les trous noirs plus petits et le gaz environnant les fait migrer à l'intérieur du disque, s'accumulant dans des régions appelées pièges à migration. Ces pièges augmentent la possibilité de collisions rapprochées entre trous noirs, pouvant conduire à des fusions.

« Les effets thermiques jouent un rôle crucial dans ce processus, affectant l'emplacement et la stabilité des pièges migratoires. Cela implique notamment que nous ne voyons pas de pièges migratoires se produire dans les galaxies actives à grande luminosité », a déclaré le Dr Grishin.

Les résultats de l’étude font progresser notre compréhension des fusions de trous noirs et ont des implications plus larges pour l’astronomie des ondes gravitationnelles, l’astrophysique des hautes énergies, l’évolution des galaxies et la rétroaction des noyaux galactiques actifs.

« Malgré ces découvertes importantes, beaucoup de choses sur la physique des trous noirs et de leurs environnements restent inconnues », a déclaré le Dr Grishin. « Nous sommes satisfaits des résultats et nous sommes désormais sur le point de découvrir où et comment les trous noirs fusionnent dans les noyaux galactiques.

« L’avenir de l’astronomie des ondes gravitationnelles et de la recherche sur les noyaux galactiques actifs est exceptionnellement prometteur. »

Plus d'information:
Evgeny Grishin et al., Effet du couple thermique sur les pièges de migration des disques AGN et les amas d'ondes gravitationnelles, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). est ce que je: 10.1093/mnras/stae828

Informations sur les magazines :
Avis mensuels de la Royal Astronomical Society


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