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Les chercheurs cultivent les archées, qui décomposent le pétrole brut, de nouvelles façons

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Les chercheurs cultivent les archées, qui décomposent le pétrole brut, de nouvelles façons

Le fond marin abrite environ un tiers des micro-organismes sur Terre et habite même à une profondeur de plusieurs kilomètres. Ce n’est que lorsqu’il fait vraiment chaud que l’abondance de micro-organismes semble diminuer. Mais comment et à partir de quoi les micro-organismes vivent-ils dans les grands fonds marins ? Comment fonctionnent leurs cycles métaboliques et comment interagissent les individus de ces communautés enfouies ? Des chercheurs du MARUM – Centre d’écologie marine de l’Université de Brême et de l’Institut Max Planck de microbiologie marine de Brême ont pu démontrer dans des cultures en laboratoire comment les petits composants liquides du pétrole brut sont décomposés par un nouveau mécanisme par un groupe de micro-organismes appelés archées. Leurs résultats viennent d’être publiés dans la revue professionnelle Microbiologie naturelle.

Les communautés microbiennes sont particulièrement actives à proximité des suintements hydrothermaux tels que ceux du bassin de Guaymas dans le golfe de Californie. L’équipe de chercheurs travaille depuis de nombreuses années à la compréhension de ces sociétés. La matière organique déposée dans le bassin de Guaymas est cuite par des sources de chaleur provenant de l’intérieur de la Terre, ce qui la décompose en pétrole brut et en gaz naturel. Ses composants fournissent la principale source d’énergie pour les micro-organismes dans un environnement hostile. Dans leur dernière étude, les chercheurs montrent que les archées utilisent un mécanisme jusqu’alors inconnu pour décomposer les alcanes de pétrole liquides à des températures élevées sans la présence d’oxygène.

Les alcanes sont des composés très stables de carbone et d’hydrogène. Ce sont des composants naturels du gaz naturel et du pétrole brut. Ce dernier est raffiné par l’homme en carburants tels que l’essence et le kérosène. Les catastrophes environnementales se produisent fréquemment en raison d’accidents lors de l’extraction de pétrole brut. Un bon exemple est l’accident survenu sur la plate-forme de forage Deepwater Horizon, qui a causé de graves dommages environnementaux dans le golfe du Mexique en raison des effets toxiques des composés du pétrole brut tels que les alcanes liquides. En présence d’oxygène, les micro-organismes peuvent rapidement décomposer de nombreux composants du pétrole brut, parmi d’autres alcanes. Cependant, sans oxygène réactif, la décomposition est beaucoup plus difficile. Les organismes capables d’effectuer cette tâche n’ont pas fait l’objet de recherches approfondies. Mais ces dernières années, des preuves ont été trouvées que les archées sont capables d’utiliser un mécanisme surprenant pour le faire. Il est basé sur des variantes récemment découvertes de l’enzyme clé de la méthanogénèse et de la méthanogénèse anaérobie, la méthylcoenzyme M réductase (MCR). Des gènes codant pour ces enzymes ont été trouvés dans de nombreux échantillons environnementaux. Cependant, les cultures de laboratoire de microbes qui pourraient élucider la fonction de ces enzymes font toujours défaut. C’est là que l’étude en laboratoire d’Hanna Zehnle et de ses collègues devient importante.

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L’équipe a utilisé des sédiments du bassin de Guaymas, à 2 000 mètres de profondeur dans le golfe de Californie. Les conditions géologiques particulières présentes ici incluent les températures élevées, les composants du pétrole brut liquide et l’environnement anaérobie dans les sédiments peu profonds, qui ne se trouvent normalement que dans les réservoirs de pétrole profonds difficiles d’accès pour les scientifiques.

Dans les laboratoires de Brême, les chercheurs ont préparé des cultures contenant des alcanes liquides et les ont laissées pousser en anaérobie, c’est-à-dire sans oxygène, à des températures élevées (70 degrés Celsius). La première auteure Hanna Zainal explique : « Après un certain temps, des sulfures se forment dans les cultures. Cela prouve qu’ils sont actifs ». La composition des cultures est étudiée à l’aide d’échantillons d’ADN et d’ARN. « Avec cette méthode, nous pouvons dire quels organismes vivent dans ce système et quelles voies métaboliques ils utilisent », explique Zehnle. Il s’agit notamment de réactions chimiques au cours desquelles des substances sont métabolisées. Ils ont trouvé des archées du genre Candidatus alcanovaga dans les cultures. Ces archées utilisent des variantes MCR pour dégrader les alcanes. Les chercheurs ont vérifié cela grâce aux données du transcriptome, à la mesure des produits enzymatiques et en démontrant l’inactivité des cultures lorsque l’enzyme était inhibée. Mais les organismes ne sont pas capables de décomposer le pétrole brut seuls. La respiration, sous forme de sulfato-réduction dans ce cas (par manque d’oxygène), est réalisée par des bactéries du genre Thermodisulfobactériequi forment des unions denses avec des archées.

La méthanogenèse est l’un des plus anciens processus métaboliques connus et fait partie du cycle global du carbone. L’étude en laboratoire menée par Hanna Zinel et ses collègues montre que les enzymes impliquées dans ce processus peuvent également utiliser des hydrocarbures liquides (et donc toxiques), ce qui souligne l’importance de cette voie dans le cycle global du carbone.

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Grâce à leurs nouvelles capacités, canofaga Et leurs proches ciblent les hydrocarbures dans les réservoirs de pétrole. « Le pétrole restant devient de plus en plus solide et a donc tendance à rester au fond de la mer », explique l’auteur correspondant Gunther Wegner. « Nous n’avons toujours pas été en mesure d’enquêter sur les gisements de pétrole profonds, mais les ruines antiques perturbent certainement l’industrie pétrolière par leur vigueur. Mais elles contribuent également de manière importante au fait que les déversements naturels de pétrole sont rares ».

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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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