Connect with us

science

Etude de la chimie oxydée et appauvrie en fer de la croûte continentale terrestre et non issue de la cristallisation du minéral calcédoine :

Published

on

Etude de la chimie oxydée et appauvrie en fer de la croûte continentale terrestre et non issue de la cristallisation du minéral calcédoine :

De nouvelles recherches tentent de définir la compréhension de la croûte terrestre en testant et en démystifiant une hypothèse populaire sur les raisons pour lesquelles la croûte continentale a des niveaux de fer inférieurs et plus d’oxydation que la croûte océanique. La mauvaise composition du fer dans la croûte continentale est l’une des principales raisons pour lesquelles de vastes portions de la surface de la Terre se dressent au-dessus du niveau de la mer en tant que terre sèche, rendant la vie terrestre possible aujourd’hui. L’étude, publiée dans la revue Science, utilise des expériences de laboratoire pour montrer que la chimie oxydative appauvrie en fer typique de la croûte continentale terrestre ne provient probablement pas de la cristallisation du grenat minéral, comme une explication populaire suggérée en 2018.

La recherche a été menée par Elizabeth Cottrell, géologue de recherche et conservatrice des roches au Musée national d’histoire naturelle de la Smithsonian Institution, et l’auteure principale de l’étude Megan Holy-Cross, ancienne boursière Peter Buck et boursière de la National Science Foundation au musée et maintenant assistante. professeur à l’Université Cornell. université. Les éléments constitutifs de la nouvelle croûte continentale éclatent du plus profond de la Terre dans ce que l’on appelle les volcans de l’arc continental, qui se trouvent dans les zones de subduction où une plaque océanique s’enfonce sous une plaque continentale. Dans l’explication du grenat de l’état appauvri et oxydé du fer dans la croûte continentale, la cristallisation du grenat dans le magma sous ces volcans continentaux élimine le fer non oxydé (réduit ou ferrique, comme on l’appelle parmi les scientifiques) des plaques terrestres, appauvrissant le fer au en même temps. Le magma fait fondre le fer en le laissant plus oxydé.

Une conséquence majeure de la diminution de la teneur en fer de la croûte continentale terrestre par rapport à la croûte océanique est qu’elle rend les continents moins denses et plus flottants, provoquant l’élévation des plaques continentales au-dessus du manteau de la planète à partir des plaques océaniques. Cette différence de densité et de flottabilité est l’une des principales raisons pour lesquelles les continents ont des terres sèches alors que les croûtes océaniques sont sous l’eau, et pourquoi les plaques continentales apparaissent toujours au-dessus lorsqu’elles rencontrent des plaques océaniques dans les zones de subduction. L’explication de Garnet sur l’épuisement et l’oxydation du fer dans l’arc continental du magma était convaincante, mais Cottrell a déclaré qu’un aspect ne lui convenait tout simplement pas.

READ  Le pulsar record étonne les astronomes

« Vous avez besoin de hautes pressions pour rendre l’agate stable, et vous trouvez ces magmas à faible teneur en fer dans des endroits où la croûte n’est pas aussi épaisse, donc la pression n’est pas très élevée », a-t-elle déclaré. En 2018, Cottrell et ses collègues ont cherché un moyen de tester si la cristallisation des grenats en profondeur sous ces volcans d’arc était effectivement nécessaire au processus de formation de la croûte continentale telle qu’elle est comprise. Pour y parvenir, Cottrell et Holicros ont dû trouver des moyens de reproduire la chaleur et la pression extrêmes de la croûte terrestre en laboratoire, puis développer des techniques suffisamment sensibles pour non seulement mesurer la quantité de fer présente, mais aussi pour distinguer l’oxydation de ce fer.

Pour recréer l’énorme pression et la chaleur trouvées sous les volcans de l’arc continental, l’équipe a utilisé des presses à cylindre à piston au laboratoire haute pression du musée et à Cornell. Le piston d’un cylindre à piston hydraulique a à peu près la taille d’un mini-réfrigérateur et est composé principalement d’acier et de carbure de tungstène incroyablement épais et résistants. La force appliquée par un gros piston hydraulique entraîne des pressions très élevées sur de petits échantillons de roche, d’environ un millimètre cube. L’ensemble est constitué d’isolants électriques et thermiques entourant l’échantillon de roche, ainsi que d’un four cylindrique. L’association d’une presse piston-cylindre et d’un ensemble chauffant permet des expériences pouvant atteindre les très hautes pressions et températures rencontrées sous les volcans. Dans 13 expériences différentes, Cottrell et Holicros ont fait pousser des échantillons de grenat de roche en fusion à l’intérieur d’une presse à cylindre à piston sous des pressions et des températures conçues pour simuler les conditions à l’intérieur des chambres magmatiques au plus profond de la croûte terrestre. Les pressions utilisées dans les expériences variaient de 1,5 à 3 gigapascals, soit environ 15 000 à 30 000 pressions terrestres, soit 8 000 fois plus que la pression à l’intérieur d’une canette de soda. Les températures variaient de 950 à 1230 degrés Celsius, suffisamment chaudes pour faire fondre la roche.

READ  Des scientifiques de l'Université de la Sarre découvrent la production d'énergie humaine

Ensuite, l’équipe a collecté des grenats de la National Rock Collection de la Smithsonian Institution et d’autres chercheurs du monde entier. Surtout, ce groupe de grenats avait déjà été analysé afin que leurs concentrations de fer oxydé et non oxydé soient connues. Enfin, les auteurs de l’étude ont apporté le matériel de leurs expériences et ceux recueillis auprès des groupes à la source avancée de photons du laboratoire national d’Argonne du département américain de l’énergie dans l’Illinois. L’équipe a utilisé des faisceaux de rayons X à haute énergie pour effectuer une spectroscopie d’absorption des rayons X, une technique qui peut renseigner les scientifiques sur la structure et la composition des matériaux en fonction de la façon dont ils absorbent les rayons X. Dans ce cas, les chercheurs examinaient les concentrations de fer oxydé et non oxydé.

Des échantillons avec des proportions connues de fer oxydé et non oxydé ont fourni un moyen de vérifier et d’étalonner les mesures de spectroscopie d’absorption des rayons X de l’équipe, et ont également facilité la comparaison avec les matériaux de leurs expériences. Les résultats de ces tests ont révélé que l’agate n’incorporait pas suffisamment de fer non oxydé provenant des échantillons de roche pour tenir compte des niveaux d’appauvrissement en fer et d’oxydation présents dans les magmas qui sont les éléments constitutifs de la croûte continentale terrestre.

« Ces résultats font du modèle de cristal de grenat une explication très improbable de la raison pour laquelle le magma des volcans continentaux est oxydé et le fer est épuisé », a déclaré Cottrell. « Il est probable que les conditions dans le manteau terrestre sous la croûte continentale créent ces conditions oxydatives. » Comme beaucoup de découvertes scientifiques, les découvertes mènent à plus de questions : « Qu’est-ce qui conduit à l’oxydation ou à l’épuisement du fer ? » a demandé Cotrell. « Si l’agate ne cristallise pas dans la croûte et a quelque chose à voir avec la façon dont le magma est sorti du manteau, que se passe-t-il dans le manteau ? Comment leurs compositions ont-elles été modifiées ? »

READ  Etude de l'expansion cosmique avec des méthodes issues de la physique multicorps

Il est difficile de répondre à ces questions, a déclaré Cottrell, mais la théorie principale est maintenant que le soufre oxydant peut oxyder le fer, ce que la collègue actuelle de Peter Buck étudie sous sa supervision au musée. Cette étude est un exemple du type de recherche que les chercheurs du musée entreprendront dans le cadre de la nouvelle initiative Our Unique Planet du musée, un partenariat public-privé, qui soutient la recherche sur certaines des questions les plus persistantes et les plus importantes sur ce qui rend la Terre spéciale. D’autres recherches porteront sur la source des océans liquides de la Terre et sur la façon dont les minéraux peuvent servir de modèles pour la vie.

Cette recherche a été soutenue par un financement de la Smithsonian Institution, de la National Science Foundation, du Department of Energy et de la Lyda Hill Foundation. Préféré

(Cette histoire n’a pas été éditée par l’équipe de Devdiscourse et a été automatiquement générée à partir d’un flux syndiqué.)

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

science

La NASA et Boeing évaluent les effets potentiels des fuites d’hélium sur le Starliner

Published

on

La NASA et Boeing évaluent les effets potentiels des fuites d’hélium sur le Starliner

La capsule Starliner de Boeing poursuit une inspection approfondie lors de sa toute première mission d’astronaute.

Starliner a été lancé le 5 juin, transportant les astronautes de la NASA Butch Wilmore et Sonny Williams vers la Station spatiale internationale (ISS) pour une croisière connue sous le nom de Crew Flight Test (CFT).

Continue Reading

science

La NASA partage une superbe image de la galaxie spirale poussiéreuse NGC 4414 ; Voici tout ce que vous devez savoir

Published

on

La NASA partage une superbe image de la galaxie spirale poussiéreuse NGC 4414 ;  Voici tout ce que vous devez savoir

L’agence spatiale américaine National Aeronautics and Space Administration (NASA) a publié une image époustouflante de la galaxie spirale poussiéreuse appelée NGC 4414. L’image a été prise par le télescope spatial Hubble de la NASA dans le cadre du projet majeur HST sur l’échelle de distance extragalactique en 1995.

Le télescope spatial Hubble, lancé en 1990, a modifié la compréhension fondamentale de l’univers, passant de la détermination de la composition atmosphérique des planètes en orbite autour d’autres étoiles à la découverte de l’énergie noire.

Revenant sur la galaxie spirale poussiéreuse, la NASA Hubble déclare : « Sur la base de mesures précises de la luminosité des étoiles variables (étoiles dont la luminosité fluctue) dans NGC 4414, les astronomes ont déterminé que la galaxie se trouve à 60 millions d’années-lumière. »

Elle a ajouté : « Ces informations ont aidé les scientifiques à mieux comprendre le taux d’expansion de notre univers, et nous en avons appris davantage sur la distance et la taille de nombreux objets cosmiques, et même sur l’âge de l’univers lui-même. »

En parlant de l’image partagée par la NSA Hubble, NGC 4414 est une galaxie spirale avec sa composition d’étoiles distincte dans ses différentes régions. Dans leurs régions centrales se trouvent une abondance d’étoiles jaunes et rouges, une caractéristique souvent associée aux amas d’étoiles plus anciens que l’on trouve généralement dans les galaxies spirales.

Dans les régions extérieures, NGC 4414 apparaît plus bleue. La NASA affirme que cette couleur bleuâtre indique la présence d’étoiles plus jeunes et plus chaudes, indiquant une formation d’étoiles en cours dans ces régions. L’image partagée par la NASA montre NGC 4414 comme une grande galaxie spirale avec un noyau jaune lumineux et des bras spiraux tentaculaires décorés de poussière brun foncé et d’amas d’étoiles.

READ  La NASA ne peut pas parler à ses robots martiens pendant deux semaines à cause du soleil.

Selon la NASA Hubble, étant donné que la taille de la galaxie dépassait la capacité des détecteurs WFPC2, seule la moitié de NGC 4414 était visible dans les ensembles de données collectées par les astronomes dans le cadre du projet principal en 1995. Cependant, en 1999, l’équipe Hubble Legacy a revisité NGC. 4414 Et remplissez-le. Dans la partie manquante de son image en observant l’autre moitié en utilisant les mêmes filtres utilisés en 1995.

3,6 millions d’Indiens nous ont rendu visite en une seule journée et nous ont choisis comme plate-forme incontestée de l’Inde pour les résultats des élections générales. Découvrez les dernières mises à jour ici!

Recevez toutes les actualités économiques, les actualités du marché, les derniers événements et les dernières actualités sur Live Mint. Téléchargez l’application Mint News pour les mises à jour quotidiennes du marché.

Plus moins

Publié : 12 juin 2024, 07h16 IST

Continue Reading

science

Des scientifiques conçoivent de la caméline avec des graines jaunes à forte production d’huile

Published

on

Des scientifiques conçoivent de la caméline avec des graines jaunes à forte production d’huile

Cet article a été révisé selon Science Processus d’édition
Et Stratégies.
Éditeurs Les fonctionnalités suivantes ont été mises en avant tout en garantissant la crédibilité du contenu :

Vérification des faits

Publication évaluée par des pairs

source fiable

Relecture


Représentation artistique de l’effet de l’édition des six copies du gène TT8 chez Camelina sativa. Les graines avec des gènes TT8 inactivés (à droite) présentent une couleur jaune, une épaisseur de tégument réduite et une accumulation d’environ 22 % d’huile en plus que les graines de type sauvage (à gauche). Crédit : Valérie Lentz/Laboratoire national de Brookhaven

× Fermer


Représentation artistique de l’effet de l’édition des six copies du gène TT8 chez Camelina sativa. Les graines avec des gènes TT8 inactivés (à droite) présentent une couleur jaune, une épaisseur de tégument réduite et une accumulation d’environ 22 % d’huile en plus que les graines de type sauvage (à gauche). Crédit : Valérie Lentz/Laboratoire national de Brookhaven

Les efforts visant à atteindre zéro émission nette de carbone provenant des carburants de transport augmentent la demande de pétrole produit par des cultures non alimentaires. Ces plantes utilisent la lumière du soleil pour convertir le dioxyde de carbone atmosphérique en huile, qui s’accumule dans les graines. Les sélectionneurs de cultures, intéressés à sélectionner des plantes produisant beaucoup d’huile, recherchent des graines jaunes. Dans les cultures oléagineuses comme le canola, les variétés à graines jaunes produisent généralement plus d’huile que leurs homologues à graines brunes. La raison : la protéine responsable de la couleur brune des graines, qui manque aux plantes à graines jaunes, joue également un rôle clé dans la production d’huile.

Aujourd’hui, les biochimistes végétaux du laboratoire national de Brookhaven du département américain de l’Énergie – intéressés par l’intensification de la synthèse d’huiles végétales pour la production durable de biocarburants et d’autres bioproduits – ont exploité ces connaissances pour créer un nouveau groupe de cultures d’oléagineux hautement productives. Sur papier uniquement publié dans Journal de biotechnologie végétaleIls décrivent comment ils ont utilisé des outils génétiques modernes pour produire une variété de graines de Camelina sativa jaune, un proche parent du canola, qui accumule 21,4 % plus d’huile que la cameline ordinaire.

« Si les sélectionneurs peuvent obtenir un petit pourcentage d’augmentation de la production de pétrole, ils considèrent que cela est important, car même de petites augmentations de production peuvent conduire à de fortes augmentations de la production de pétrole lorsque vous cultivez des millions d’acres », a déclaré John Shanklin, biochimiste au laboratoire de Brookhaven. Chef du Département de Biologie du Laboratoire et Responsable du Programme de Recherche sur les Huiles Végétales. « Notre augmentation d’environ 22 % était inattendue et pourrait conduire à une augmentation significative de la production », a-t-il déclaré.

Idée claire, plante insolite

L’idée derrière le développement de cette variété de caméline à haut rendement était simple : imiter ce qui se passe dans les variétés naturelles de canola à graines jaunes à haut rendement.

« Les sélectionneurs ont identifié les plantes avec plus d’huile, dont certaines avaient des graines jaunes, et ils ne se sont pas vraiment préoccupés du mécanisme », a déclaré Shanklin. Mais une fois que les scientifiques ont découvert le gène responsable de la couleur jaune des graines et de l’augmentation de leur teneur en huile, ils ont trouvé un moyen d’augmenter la production d’huile chez d’autres espèces.

Le gène contient des instructions pour fabriquer une protéine connue sous le nom de testa 8 translucide (TT8), qui contrôle la production de composés qui donnent, entre autres, aux graines leur couleur brune. Il est important de noter que TT8 réprime également certains gènes impliqués dans la synthèse du pétrole.

Xiao Hongyu, qui a dirigé ce projet, a émis l’hypothèse que l’élimination du TT8 dans la caméline devrait libérer des inhibiteurs de la synthèse du pétrole, libérant ainsi une partie du carbone qui pourrait être canalisée vers la production pétrolière.


Équipe de recherche du Brookhaven Lab (de gauche à droite) : Jin Zhai, Judy Cui, Shreyas Prakash, Xiaohongyu, John Shanklin, Jörg Schwinder, Hai Shi et Sanket Anokar. Ils sont tous membres du département de biologie du Brookhaven Lab. Prakash et Tsui sont respectivement étudiants de premier cycle à l’Université Cornell et à l’Université Stony Brook et participent au programme de stages en laboratoire du Département américain de l’énergie. Crédit : Jessica Rutkiewicz/Laboratoire national de Brookhaven

× Fermer


Équipe de recherche du Brookhaven Lab (de gauche à droite) : Jin Zhai, Judy Cui, Shreyas Prakash, Xiaohongyu, John Shanklin, Jörg Schwinder, Hai Shi et Sanket Anokar. Ils sont tous membres du département de biologie du Brookhaven Lab. Prakash et Tsui sont respectivement étudiants de premier cycle à l’Université Cornell et à l’Université Stony Brook et participent au programme de stages en laboratoire du Département américain des sciences de l’énergie. Crédit : Jessica Rutkiewicz/Laboratoire national de Brookhaven

L’élimination d’un seul gène chez la caméline est très difficile car cette plante est inhabituelle parmi les organismes. Au lieu d’avoir deux ensembles de chromosomes – deux copies de chaque gène – il en possède six.

« Ce génome hexaploïde explique pourquoi il n’existe pas d’espèce naturelle de caméline à graines jaunes », a expliqué Yu. « Il serait peu probable que des mutations surviennent simultanément dans les six copies de TT8 et perturbent complètement sa fonction. »

L’édition génétique a un impact sur le pétrole

Grâce aux outils de la génétique moderne, l’équipe de Brookhaven a pu éliminer les six copies de TT8. Ils ont utilisé une technologie d’édition génétique connue sous le nom de CRISPR/Cas9 pour cibler des séquences d’ADN spécifiques dans les gènes TT8. Ils ont utilisé la technologie pour couper l’ADN sur ces sites, puis créer des mutations qui inactivent les gènes. Ensuite, Yu et l’équipe ont mené une série d’analyses biochimiques et génétiques pour surveiller les effets de l’édition ciblée des gènes.

« Le phénotype des graines jaunes que nous recherchions était un excellent guide visuel pour nos recherches », a déclaré Yu. « Cela nous a aidé à trouver les graines que nous recherchions en criblant moins de 100 plantes, et parmi elles, nous avons identifié trois lignées indépendantes dans lesquelles les six gènes étaient perturbés. »

Résultats : La couleur du tégument de la graine est passée du brun au jaune uniquement chez les plantes dans lesquelles les six copies du gène TT8 ont été perturbées. Les graines jaunes contiennent des niveaux inférieurs de flavonoïdes et de mucilage – tous deux normalement produits par des voies biochimiques contrôlées par TT8 – que les graines brunes provenant de souches de caméline au génome non édité.

De plus, plusieurs gènes impliqués dans la synthèse du pétrole et la production d’acides gras, les éléments constitutifs du pétrole, ont été exprimés à des niveaux accrus dans les graines de plantes éditées par CRISPR/Cas9. Cela a conduit à une augmentation significative de l’accumulation de pétrole. Les graines modifiées contenaient une autre surprise positive : les niveaux de protéines et d’amidon n’ont pas changé.

Des mutations ciblées sur TT8 ont été héritées dans les générations suivantes de plantes de caméline, ce qui suggère que les améliorations seraient stables et durables.

« Nos résultats montrent que de nouvelles lignées de caméline peuvent être générées par modification génétique, dans ce cas en manipulant TT8 pour améliorer la biosynthèse du pétrole. Comprendre plus de détails sur la façon dont TT8 et d’autres facteurs contrôlent les voies biochimiques peut fournir des cibles génétiques supplémentaires pour augmenter la production de pétrole.  »  » » dit Shanklin.

Plus d’information:
Yuanheng Cai et al., Établissement de graines jaunes de Camelina sativa avec accumulation améliorée d’huile par inactivation transparente de Testa 8 par CRISPR, Journal de biotechnologie végétale (2024). est ce que je: 10.1111/pbi.14403

Informations sur les magazines :
Journal de biotechnologie végétale


READ  Les physiciens "mettent en évidence" les détails intérieurs et la désintégration du noyau simple
Continue Reading

Trending

Copyright © 2023