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L’équipe de recherche confirme l’existence de conditions glaciaires dans la région antarctique à la fin du Crétacé

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L’équipe de recherche confirme l’existence de conditions glaciaires dans la région antarctique à la fin du Crétacé
Communication Nature (2022). DOI : 10.1038 / s41467-022-32736-9″ width= »800″ height= »529″/>

Carte du substratum rocheux du nord et du sud de Victoria, en Antarctique, montrant la distribution des affleurements et l’emplacement du complexe igné de Butcher Ridge (BRIC) et d’autres sites référencés dans le texte avec des présentations médiévales à la fin du Crétacé. Fond de carte généré à l’aide de Quantarctica v3.2 de l’Institut polaire norvégien (Matsuoka, K. et al. Quantarctica, an integrated mapping environment for Antarctica, the Southern Ocean, and Sub-Antarctic Islands. Environmental Modeling and Software 140, 105015 (2021)) avec les données d’affleurements de la version 7.0 de la base de données numérique antarctique (ADD) du SCAR. Crédit : Damian A. Nelson et al., Communication Nature (2022). DOI : 10.1038 / s41467-022-32736-9

Imaginons que c’est la fin du Crétacé, il y a environ 66 à 100 millions d’années. Nous avons des dinosaures qui errent sur terre et des espèces primitives à l’aspect étrange, même si les requins tels que nous les connaissons nagent en fait dans les océans préhistoriques – qui couvrent 82% de la Terre. Les séquoias et autres conifères apparaissent pour la première fois, ainsi que les roses et les plantes à fleurs, et avec eux viennent les abeilles, les termites et les fourmis. Surtout, il fait chaud, volcaniquement actif et humide tout autour avec une calotte glaciaire à l’horizon.


Sauf que, selon un groupe de scientifiques de l’Université de Californie à Santa Barbara, de l’Université de l’Oregon et de l’Université du Manitoba, il y avait des conditions glaciales dans la région de l’Antarctique.

« Ce n’était pas seulement un glacier à une seule vallée », a déclaré John Cottle, géologue à l’Université de Californie à San Francisco, « peut-être que cela provenait de plusieurs glaciers ou Couche glacéeIl a déclaré : « Contrairement à l’image largement diffusée du Crétacé supérieur comme étant » chaud tout autour « , il existe des preuves de glace polaire pendant cette période, même au plus fort des conditions de réchauffement climatique. L’étude des géologues a été publiée dans la revue . » Communication Nature.

casse-tête préhistorique

Avance rapide jusqu’à aujourd’hui. Imaginons que nous sommes en Antarctique. Il fait froid et stérile, et nous nous tenons près d’un grand groupe de roches de verre exposées le long des montagnes transantarctiques, à côté de la plate-forme de glace de Ross, appelée le complexe igné de Butcher Ridge (BRIC).

« En fait, j’ai entendu parler de ces rochers quand j’étais étudiant diplômé il y a environ 20 ans, et ils sont vraiment bizarres », a déclaré Cottle. Loin, même selon les normes de l’exploration antarctique d’aujourd’hui, la zone de Brik est inhabituelle en ce que la composition et la composition des roches ne sont pas caractéristiques des formations rocheuses voisines, avec – entre autres – de grandes quantités de verre et un changement de stratification indicatif d’importants événements physiques, chimiques ou environnementaux ayant modifié sa composition.

Cottle a finalement eu la chance d’échantillonner le groupe de Brik lors d’une récente expédition, et en analysant comment il s’est formé, lui et son équipe ont rencontré une « quantité d’eau inhabituellement importante ».

« Donc, vous avez une roche très chaude qui réagit avec l’eau, et quand elle refroidit, vous l’incorporez dans le verre », a-t-il déclaré. « Si vous regardez la composition, vous pouvez dire quelque chose sur l’origine de cette eau. Elle peut exister comme l’hydroxyle, ce qui vous indique qu’elle provient probablement. magma, ou il peut être moléculaire, ce qui signifie qu’il est susceptible d’être exogène. « 

Ce qu’ils s’attendaient à voir, c’est que le changement dans la roche était causé par l’eau déjà présente dans le magma lors de son refroidissement. Ce qu’ils ont trouvé à la place est un enregistrement d’un processus climatique qui n’aurait pas existé à l’époque.

Dans leur analyse spectroscopique des échantillons, les chercheurs ont déterminé que même si une partie de l’eau provenait effectivement du magma alors qu’il roulait vers le haut depuis l’intérieur de la Terre, alors que la roche en fusion se refroidissait en verre juste sous la surface de la Terre, elle avait également incorporé des eaux souterraines.

« Nous avons déterminé que la majeure partie de l’eau contenue dans ces roches est d’origine exogène », a déclaré Cottle. « Nous avons ensuite mesuré la composition isotopique de l’oxygène et de l’hydrogène dans l’eau et cela correspondait très bien à la composition de la glace et de la neige de l’Antarctique. »

Pour démontrer le résultat, Cottle et son équipe ont également effectué une chronologie géologique de l’argon et de l’argon pour dater et modifier la roche.

« Le problème est que ces roches datent de la période jurassique, elles ont donc environ 183 millions d’années », a-t-il déclaré. « Ainsi, lorsque vous mesurez le changement, ce que vous ne savez pas, c’est quand il s’est produit. » Ils ont pu restituer l’âge des roches (Jurassique), mais ils ont également trouvé une dent plus jeune (Crétacé). Il a poursuivi: « Ainsi, lorsque ces roches sont refroidies et modifiées, l’isotope de l’argon est également réinitialisé et vous pouvez faire correspondre l’âge du changement à la composition du changement. »

Il existe d’autres roches volcaniques similaires à environ 700 km au nord du groupe Brik qui ont également un âge de changement crétacé, ce qui suggère que la glaciation polaire peut avoir été régionalement répandue en Antarctique pendant cette période. « Ce que nous aimerions faire, c’est aller dans d’autres endroits de l’Antarctique et voir si nous pouvons déterminer la taille de la glace glaciaire, si nous reprenons les mêmes résultats que nous avons déjà trouvés », a-t-il déclaré.

Trouver des preuves de grandes calottes glaciaires datant de la période du Crétacé ne changera peut-être pas notre image globale d’une Terre chaude et humide à l’époque, a déclaré Cottle, « mais nous devons penser au Crétacé et à l’Antarctique très différemment de ce que nous faisons maintenant. »

La recherche dans cette étude a également été menée par Demian A. Nelson (auteur principal) de l’Université de Californie, Elijah N.


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Plus d’information:
Demian A. Nelson et al, Isotopes d’hydrogène fortement appauvris dans l’enregistrement du verre d’eau, la glaciation du Crétacé supérieur de l’Antarctique, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038 / s41467-022-32736-9

la citation: Une équipe de recherche confirme les conditions glaciaires en Antarctique pendant le Crétacé supérieur (7 septembre 2022), extrait le 7 septembre 2022 de https://phys.org/news/2022-09-team-icy-conditions-south -pole. langage de programmation

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Un nouveau capteur qui ressemble à un nez artificiel peut sentir des composés organiques

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Un nouveau capteur qui ressemble à un nez artificiel peut sentir des composés organiques

La plupart d’entre nous portent un téléphone doté d’un microphone et d’une caméra capables de simuler nos sens de la vision et de l’ouïe. Ce que nos téléphones ne peuvent pas faire, et ce qu’aucun autre appareil ne peut faire, c’est imiter notre odorat. Mais maintenant, une équipe de chercheurs en Corée du Sud a développé un appareil électronique organique capable, au moins en partie, de détecter et d’identifier les molécules odorantes dans l’air (La science-fiction. Statut. 2024, identification numérique : 10.1126/sciadv.adl2882).

Les composants essentiels de ce capteur prothétique ressemblant à un nez sont en réalité trois protéines de récepteurs olfactifs humains différentes à partir desquelles ils ont été conçus et purifiés. Escherichia coli. Le capteur contient des groupes de ces trois récepteurs olfactifs liés à une fine couche de graphène. Les récepteurs sont ensuite connectés à des neurones artificiels qui forment un réseau neuronal. Lorsque des molécules d’odeur gazeuse se lient à ces récepteurs, elles s’activent et créent un signal électrique à travers la feuille de graphène qui est unique à cette odeur.

Le modèle d’activation qui en résulte est ce qui permet à l’appareil de « distinguer les odeurs ainsi que la concentration », dit-il. John Hak Oh, ingénieur en polymères à l’Université nationale de Séoul qui a dirigé l’équipe de recherche. Les capteurs commerciaux d’aujourd’hui ne peuvent détecter que la présence et la concentration de composés organiques dans l’air. La capacité du capteur OH à identifier un composé dans l’air en fait donc « une percée dans la détection chimique ».

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Jianguo MeiUn chimiste des polymères de l’Université Purdue qui n’a pas participé à la recherche est d’accord, qualifiant le travail de « grand pas vers l’objectif tant recherché de créer un nez électronique ».

Dans l’étude, Oh et son équipe ont formé le réseau neuronal de l’appareil en leur fournissant quatre acides gras à chaîne courte différents, allant de trois à six molécules de carbone. À partir de là, l’appareil peut distinguer ces quatre acides gras avec une précision de plus de 90 % et déterminer leur concentration dans l’échantillon d’air. « Malgré les structures chimiques [of the fatty acids] « Ils sont vraiment similaires et ce capteur peut faire la différence », explique Oh.

Ces acides gras ont été choisis parce que leur présence a été impliquée dans des maladies telles que le cancer de l’estomac. C’est pourquoi Oh dit qu’un capteur comme celui-ci pourrait éventuellement aider au diagnostic médical. Il imagine également placer des capteurs sur des drones pour surveiller le contenu des émissions de la fabrication industrielle.

À l’heure actuelle, l’appareil n’a pas été testé de manière approfondie sur autre chose que ces acides gras. Oh dit que la méthodologie de l’étude n’était qu’un « point de départ pour une preuve de concept ». Son équipe teste actuellement plus de 20 récepteurs différents pour créer des capteurs d’odeurs plus avancés, capables de détecter d’autres types de molécules.

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La mission Euclid révèle 1,5 billion d’étoiles orphelines dérivant dans l’espace

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La mission Euclid révèle 1,5 billion d’étoiles orphelines dérivant dans l’espace

L’image, prise par le satellite Euclide, montre l’amas de galaxies de Persée baigné d’une douce lumière bleue émanant d’étoiles orphelines. Ces étoiles orphelines sont dispersées dans tout l’amas, s’étendant jusqu’à 2 millions d’années-lumière de son centre. Les amas de galaxies se détachent sous forme de formes elliptiques lumineuses sur l’étendue sombre de l’espace. Source image : ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, traitement d’image par M. Montes (IAC) et J.-C. Quelander (CEA Paris-Saclay)

Les premières images scientifiques d’Euclide ont révélé plus de 1,5 billion d’étoiles orphelines dans l’amas de Persée, mettant ainsi en lumière leurs origines et la structure de l’amas.

Plus de 1 500 milliards d’étoiles orphelines dispersées dans l’amas de Persée ont été révélées dans les premières images scientifiques de la mission spatiale Euclid.

Cette découverte a été menée par des astronomes de Université de Nottinghamoffre de nouveaux aperçus sur les origines de ces vagabonds célestes.

Situé à environ 240 millions d’années-lumière de la Terre, l’amas de Persée fait partie des structures les plus massives de l’univers, contenant des milliers de galaxies. Au sein de cette vaste étendue, le satellite Euclide a détecté de faibles lumières fantomatiques – des étoiles orphelines – dérivant parmi les galaxies de l’amas.

Une star orpheline surprend

Les étoiles se forment naturellement au sein des galaxies, donc l’existence d’étoiles orphelines en dehors de ces structures soulève des questions intéressantes sur leurs origines.

Le professeur Nina Hatch, qui dirigeait l’équipe du projet, a déclaré : « Nous avons été surpris de pouvoir voir si loin dans les régions extérieures de l’amas et de distinguer les couleurs précises de cette lumière. Cette lumière pourrait nous aider à cartographier la matière noire si nous comprenons. la source des étoiles à l’intérieur de l’amas. En étudiant leurs couleurs, leur luminosité et leur composition, nous avons découvert qu’elles provenaient de petites galaxies.

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Les étoiles orphelines se distinguent par leur couleur bleuâtre et leur disposition en amas. Sur la base de ces caractéristiques distinctives, les astronomes impliqués dans l’étude suggèrent que les étoiles se sont détachées des franges des galaxies, perturbant complètement les amas de galaxies plus petits, appelés nains.

Modèles orbitaux inattendus

Après s’être séparées de leurs galaxies mères, les étoiles orphelines devaient orbiter autour de la plus grande galaxie de l’amas. Cependant, cette étude a révélé un résultat surprenant : au lieu de cela, les étoiles orphelines tournaient autour d’un point situé entre les deux galaxies les plus brillantes de l’amas.

Le Dr Jesse Golden-Marks, un astronome de Nottingham impliqué dans l’étude, a commenté : « Cette nouvelle observation suggère que l’amas massif de Persée pourrait avoir récemment subi une fusion avec un autre amas de galaxies. Cette récente fusion aurait pu provoquer une perturbation gravitationnelle, provoquant la déviation des galaxies les plus massives ou des étoiles orphelines de leurs orbites attendues, conduisant au désalignement observé.

« Cette lumière diffuse est plus de 100 000 fois plus faible que le ciel nocturne le plus sombre de la Terre », a déclaré le Dr Matthias Kluge, premier auteur de l’étude, de l’Institut Max Planck de physique extraterrestre de Munich, en Allemagne. Mais ils sont répartis sur un volume si important que lorsqu’on les additionne, ils représentent environ 20 % de la luminosité de l’ensemble du groupe.

La tâche et les capacités d’Euclide

Lancée le 1er juillet 2023, la mission Euclid de l’ESA est conçue pour explorer la formation et l’évolution de l’univers sombre. Le télescope spatial créera une carte remarquable de la structure à grande échelle de l’univers dans l’espace et dans le temps en observant des milliards de galaxies situées à 10 milliards d’années-lumière, sur plus d’un tiers du ciel. Euclide explorera comment l’univers s’est étendu et comment sa structure a été façonnée tout au long de l’histoire cosmique, révélant davantage le rôle de la gravité et la nature de l’énergie noire et de la matière noire.

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« Ce travail n’a été possible que grâce à la sensibilité et à la netteté d’Euclide », a déclaré le Dr Mireya Montes, astronome de l’Institut d’astrophysique des îles Canaries qui a participé à l’étude. La conception révolutionnaire d’Euclid signifie qu’il peut capturer des images avec la même clarté qu’une photographie Le télescope spatial HubbleMais il couvre une superficie 175 fois plus grande.

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Améliorez le contrôle des contraintes sur les ponts grâce à une surveillance avancée

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Améliorez le contrôle des contraintes sur les ponts grâce à une surveillance avancée

Un article récemment publié dans Rapports scientifiques Fournit un aperçu des nouvelles procédures de construction tout en améliorant la résistance et la précision du contrôle des contraintes dans les ancrages actifs et les unités de précontrainte courtes pour les ponts à longue portée, en ciblant spécifiquement les dangers potentiels.

Améliorez le contrôle des contraintes sur les ponts grâce à une surveillance avancée
Extensomètres pour le renforcement passif de l’arc du pont Tajo : (a) Extensomètres pour le renforcement des piles d’ancrage ; (b) Echelle d’expansion en renforcement des demi-arches. Crédit image : https://www.nature.com/articles/s41598-024-61873-y

arrière-plan

Les fermes à câbles ou les suspensions sont couramment utilisées dans la conception de ponts à longue portée. La durabilité de ces solutions dépend de la fatigue et/ou des dommages causés par la corrosion dus aux charges dynamiques telles que la circulation et le vent. L’impact de la fatigue, de la corrosion et des dommages causés par les câbles en service est principalement évalué par le suivi des contraintes axiales.

Diverses méthodes et dispositifs directs et indirects ont été développés pour mesurer la contrainte des câbles de pont. Les jauges de contrainte directes comprennent des cellules de pesée, des capteurs à réseau de Bragg à fibre optique et des capteurs de contrainte magnétoélastiques. Au lieu de cela, les méthodes à corde vibrante sont généralement utilisées pour évaluer les contraintes indirectes et rapides dans les câbles de pont.

Les éléments structurels auxiliaires utilisés lors de la construction de ponts, tels que les pylônes de câbles temporaires, subissent également des pertes de précontrainte instantanées élevées. Par conséquent, il est essentiel de surveiller la contrainte de précontrainte et la variation temporelle de cette contrainte pour garantir que le composant fonctionne comme souhaité.

Méthodes

Les chercheurs ont présenté une revue des systèmes actuellement utilisés pour contrôler la surveillance des contraintes dans les érections de ponts et les unités de précontrainte pendant la phase de construction du pont Tage, une infrastructure à grande vitesse unique en Espagne conçue et construite entre 2012 et 2016.

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Le pont Tajo a été soigneusement planifié pour répondre à des normes élevées de vitesse, d’efficacité et de sécurité grâce à une ingénierie avancée et une esthétique moderne. Pour étudier expérimentalement la réponse structurelle de la travée de l’arc central du pont, les chercheurs ont conçu un système de surveillance de l’état structurel (SHMS) qui comprend plusieurs dispositifs et systèmes.

Ils comprennent un système de gestion et de normalisation du projet (M&USP) contenant des bases de données de projet fournies par les équipes de conception et de construction du pont et un système de capteurs (SS) comprenant 114 capteurs installés à divers endroits du pont. Par exemple, les cellules de pesée dans les câbles de suspension, les ancrages des pylônes à câbles fixes et les gabarits des trains dans les renforts en demi-arc.

Un système d’acquisition et de traitement de données (DA&PS) pour différents systèmes de capteurs est inclus dans le SHMS. De plus, un système de gestion et de traitement des données (DM&PS) a été conçu et programmé. Il a été utilisé pour transmettre, visualiser et stocker des données et créer des systèmes d’alerte précoce.

Enfin, un système d’évaluation de la sécurité des structures (SS&AS) a été développé. Il était composé de toutes les parties impliquées dans la construction du pont, y compris les équipes techniques et administratives. Ce sous-système a permis de surveiller les données matérielles et de les comparer avec les données théoriques du projet. Les résultats de la comparaison ont mis à jour les bases de données M&USP et les flux SHMS.

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Le SHMS proposé a été utilisé pour surveiller la déformation subie par le renforcement des demi-arcs, des piliers d’ancrage et des tours d’ancrage. De plus, l’accélération de la moitié nord de l’arc, le gradient de température dans différentes sections structurelles et le vent soufflant sur la structure ont été surveillés.

Résultats et discussion

S’appuyant sur l’expérience du Tajo Bridge, les chercheurs ont reconsidéré de nouveaux systèmes de surveillance pour contrôler le stress. Les cellules de pesée pour stabilisateurs actifs doivent être capables de caractériser avec précision la force axiale totale transmise par le hauban de pont ou l’unité de précontrainte et fournir une solution robuste pour les environnements difficiles, les chocs et les impacts.

De plus, ils doivent fournir une mesure directe sans avoir recours à des intégrateurs de signaux. En conséquence, la cellule de pesée conçue est constituée d’un anneau métallique qui permet le passage du hauban de pont ou de l’unité de précontrainte. Il peut être placé entre les panneaux d’ancrage et de distribution sur la coque.

Trois dispositifs sont installés simultanément pour surveiller les supports du pont, notamment des cellules de pesée sur les ancrages actifs, des jauges de contrainte unidirectionnelles sur le ruban qui constitue les supports et des accéléromètres piézoélectriques sur les supports. Ceux-ci ont aidé à détecter divers phénomènes structurels pendant la construction, notamment les variations de contraintes lors de la construction du pont, les variations de contraintes dérivées du bétonnage de sections successives, l’analyse de la variation de force due à la contrainte de différents câbles et la détection des variations de force liées aux réajustements de charge dans les câbles de suspension.

De plus, un réseau de cellules de pesée simultanées multi-déformations est proposé dans chaque tour d’hébergement pour surveiller les unités de précontrainte courtes. Il garantissait une précontrainte correcte et une estimation précise des pertes subies par le contact précontraint.

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Conclusion

Dans l’ensemble, cette étude s’est concentrée sur l’amélioration de la gestion des contraintes pour les haubans de pont, les câbles de suspension et les unités de précontrainte courtes en se concentrant sur un paramètre uniforme : la contrainte. Des cellules de pesée avancées sont conçues et installées sur des points de montage actifs pour un contrôle de pression puissant et précis. En outre, la mise en œuvre d’un nouveau réseau de cellules de pesée multi-jauges de contrainte simultanées pour les unités de précontrainte courtes s’est avérée cruciale dans les situations où les pertes de précontrainte peuvent atteindre des ampleurs importantes.

Pour valider ces développements, les chercheurs ont présenté l’expérience pratique et les résultats obtenus en appliquant ces méthodologies pour surveiller la réponse structurelle lors de la construction du pont Tajo en utilisant la technique en porte-à-faux à haubans. Ces méthodes peuvent aider à déterminer les pertes de précontrainte, qui ont dépassé 10 % dans le pont du Tajo, et à planifier de nouveaux processus de précontrainte dans ces structures vitales.

Référence du journal

Gut-Alonso, A., García-Sanchez, D., Ramos-Gutierrez, O. R. et Wintertimanis, F. (2024). Améliorer le contrôle de la précision des mesures de contraintes dans la construction de ponts à longue portée. Rapports scientifiques, 14(1), 10961. https://doi.org/10.1038/s41598-024-61873-y, https://www.nature.com/articles/s41598-024-61873-y

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