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Les enregistrements océaniques profonds révèlent des preuves du changement climatique dans l’Atlantique Nord

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Les enregistrements océaniques profonds révèlent des preuves du changement climatique dans l’Atlantique Nord

Les preuves du changement climatique dans l’Atlantique Nord au cours des 1 000 dernières années peuvent être observées au plus profond de l’océan, selon un article récemment publié dirigé par des chercheurs de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) et de l’University College de Londres.

le papier, « Les signaux climatiques de surface se sont rapidement déplacés vers les profondeurs de l’Atlantique Nord au cours du dernier millénaire.« , Publié dans les sciencesIl présente des enregistrements de sédiments de l’Atlantique Nord qui concordent avec les observations récentes de réchauffement et de remontée d’eau à la surface et dans les profondeurs des océans.

Les données scientifiques montrent également un lien entre la surface de l’océan et ses profondeurs au cours des 1 200 dernières années. Cette période comprend des fluctuations climatiques telles que l’anomalie climatique médiévale chaude (environ 850-1250 ère commune, après J.-C.) et le petit âge glaciaire froid s’étendant autour de 1400-1850 après J.-C.]ainsi que le réchauffement climatique moderne.

« Nos données soutiennent fortement l’idée selon laquelle les inondations ont continuellement transmis les changements climatiques de surface aux profondeurs de l’océan au cours des 1 200 dernières années. » a déclaré l’auteur principal de l’article, Wanyi Lu, chercheur postdoctoral à WHOI.

Les scientifiques ont utilisé 11 échantillons de sédiments prélevés dans la mer au sud de l’Islande, où les crues d’eau froide et dense des mers nordiques coulent et remplissent les profondeurs de l’océan Atlantique Nord. Ces inondations font partie de la partie profonde du cycle méridional de l’Atlantique, qui agit comme un tapis roulant en transportant les eaux de surface chaudes vers le nord depuis l’équateur et en ramenant les eaux froides des profondeurs vers le sud.

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La surface de la Terre s’est réchauffée au cours des 100 dernières années. Or, les océans ont ralenti ce réchauffement en absorbant et en stockant plus de 90 % de l’excès de chaleur.

« Nous apportons la preuve que l’océan profond s’est refroidi depuis l’anomalie climatique médiévale jusqu’au Petit Âge Glaciaire. Cela signifie que l’océan profond a restitué de la chaleur à l’atmosphère, réduisant ainsi le refroidissement de la surface du Petit Âge Glaciaire. C’est le même processus – mais représenté à l’envers – Cela a amené les océans à réduire l’augmentation de la température à la surface de la Terre moderne.dit Lou.

À partir des carottes de sédiments, les chercheurs ont retiré les petites coquilles fossiles de foraminifères (organismes unicellulaires qui vivent dans les eaux de surface et profondes) et ont mesuré la chimie des coquilles. Cela a donné aux chercheurs des informations sur l’environnement océanique lorsque ces foraminifères vivaient et formaient leur coquille.

L’une des principales conclusions de l’étude est que la plupart des enregistrements en surface et en profondeur montrent un réchauffement et une récupération au cours du 20e siècle.oui Au 20ème siècle, alors que la plupart des enregistrements en surface et en profondeur montrent que le Petit Âge Glaciaire était plus froid que l’anomalie climatique médiévale.

« Les changements du 20ème siècle que nous observons dans nos enregistrements de surface sont cohérents avec le réchauffement et la récupération rapides des eaux de surface de l’Atlantique Nord que nous connaissons grâce à des mesures récentes. Cela nous donne l’assurance que les changements de surface et des océans profonds que nous observons sont fiables, même si les profondeur de l’Atlantique Nord « L’Atlantique se refroidit avant que la température actuelle n’augmente. » dit Lou.

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« Comme il n’existe aucun enregistrement à long terme de la température des océans profonds à partir des thermomètres, ces données comblent une lacune importante. » a déclaré le co-auteur Jake Gebby, scientifique principal et océanographe physique à l’Organisation mondiale de la santé. « Ces observations promettent de réduire notre dépendance aux modèles climatiques pour comprendre comment le climat de la Terre évolue. »

L’étude montre également que les variations locales et les changements à court terme à la surface de l’océan sont compensés par les profondeurs océaniques. Cela signifie que sur les sites présentant une forte corrélation surface-profondeur, les reconstructions climatiques à partir des profondeurs océaniques peuvent être un meilleur moyen de surveillance que les enregistrements de surface individuels du moment et de l’ampleur des changements climatiques de surface qui se sont produits sur des échelles décennales et plus longues.

« De nombreux chercheurs se concentrent sur la couche supérieure de l’océan, car c’est là que la majeure partie de l’excès de chaleur de l’océan moderne est stockée. Cependant, sur le site où nous avons échantillonné les sédiments – la zone de débordement où les eaux de surface des mers nordiques s’écoulent sur l’Islande – le collines d’Écosse et s’enfoncent dans de grandes profondeurs – Il existe une voie permettant à la chaleur et au carbone d’être transportés de la surface vers les profondeurs de l’océan Atlantique. a déclaré la co-auteure Delia Obo, scientifique principale et paléontologue à l’Organisation mondiale de la santé.

« Nos travaux suggèrent que les profondeurs de l’océan ressentent la chaleur générée par les activités humaines. Le changement climatique est enregistré dans les profondeurs de l’océan. « dit Lou.

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Oppo a ajouté, « Les gens doivent comprendre à quel point l’océan est important pour leur climat. Sans l’absorption de chaleur par l’océan, le réchauffement climatique serait pire qu’il ne l’est actuellement. »

Prise principale :

  • L’étude fournit des enregistrements à haute résolution des sédiments de l’Atlantique Nord qui concordent avec 20 observations instrumentales.oui Surface de la corne, réchauffement en profondeur et récupération.
  • Les résultats indiquent que le climat froid de la Terre, du Mésozoïque aux anomalies climatiques de la Petite Glace, a été transporté vers les profondeurs de l’Atlantique Nord par des inondations actives.
  • Les résultats suggèrent que la circulation océanique a sous-estimé l’ampleur du changement climatique de surface survenu entre la partie la plus chaude de l’anomalie climatique médiévale et la partie la plus froide du Petit Âge Glaciaire.

Le financement de cette recherche a été fourni par la National Science Foundation ; Fonds de la Fondation Edna McConnell Clark de l’Organisation mondiale de la santé ; et le programme postdoctoral WHOI, financé par une bourse Weston Howland Jr.. Post-doctorat.

source: https://www.whoi.edu/

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Des chercheurs observent pour la première fois un catalyseur lors d’une réaction électrochimique

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Des chercheurs observent pour la première fois un catalyseur lors d’une réaction électrochimique

Les réactions électrochimiques sont essentielles à la fabrication de divers produits dans les industries.

La fabrication de l’aluminium, des tuyaux en PVC, du savon et du papier dépend de ces réactions électrochimiques, qui font également partie intégrante du fonctionnement des batteries des appareils électroniques, des voitures, des stimulateurs cardiaques et bien plus encore. De plus, elle a le potentiel de révolutionner la production d’énergie durable et l’utilisation des ressources.

Le cuivre et les catalyseurs similaires jouent un rôle crucial dans la catalyse de ces réactions et sont largement utilisés dans les applications électrochimiques industrielles. Cependant, le manque de compréhension du comportement des catalyseurs au cours des réactions a entravé le développement de catalyseurs améliorés. Jusqu’à présent, les chercheurs n’étaient capables d’imager les stimuli qu’avant et après les réactions, ce qui laisse un vide dans la compréhension des processus qui se produisent entre les deux.

Une collaboration entre le California Institute for Nanosystems de l’Université de Californie et le Lawrence Berkeley National Laboratory a supprimé cette limitation. L’équipe a utilisé une cellule électrochimique spécialement conçue pour surveiller la structure atomique du catalyseur en cuivre pendant la réaction conduisant à la décomposition du dioxyde de carbone.

Cette méthode offre un moyen potentiel de convertir les gaz à effet de serre en carburant ou en d’autres matériaux précieux. Les chercheurs ont enregistré des cas dans lesquels le cuivre formait des amas liquides puis disparaissait à la surface du catalyseur, entraînant des piqûres visibles.

« Pour quelque chose qui est si omniprésent dans nos vies, nous comprenons très peu de choses sur le fonctionnement des stimuli en temps réel. » a déclaré le co-auteur Bri Narang, professeur de sciences physiques à l’UCLA et membre du CNSI. « Nous avons désormais la capacité d’observer ce qui se passe au niveau atomique et de le comprendre d’un point de vue théorique.

« Tout le monde bénéficierait de la conversion directe du dioxyde de carbone en carburant, mais comment pouvons-nous le faire à moindre coût, de manière fiable et à grande échelle ? » a ajouté Narang, qui occupe également un poste en génie électrique et informatique à la School of Engineering de l’UCLA. « C’est le genre de science fondamentale qui devrait faire avancer ces défis. »

Sur la gauche, une flèche rouge suit le mouvement d’un atome de cuivre individuel pendant la réaction électrochimique. À droite, les flèches jaunes indiquent les piqûres restant dans la surface du catalyseur. Source de l’image : Qiubo Zhang/Laboratoire national Lawrence Berkeley

Les découvertes dans le domaine de la recherche sur le développement durable ont des implications significatives, et la technologie qui permet ces découvertes a le potentiel d’améliorer l’efficacité des processus électrochimiques dans diverses applications qui ont un impact sur la vie quotidienne.

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Selon Yu Huang, co-auteur de l’étude et professeur Traugott et Dorothea Frederking et directeur du Département de science et d’ingénierie des matériaux à l’UC Samueli, l’étude pourrait aider les scientifiques et les ingénieurs à passer d’essais et d’erreurs à une approche de conception plus systématique. .

« Toute information que nous pouvons obtenir sur ce qui se passe réellement lors de la stimulation électrique est d’une aide précieuse pour notre compréhension de base et notre recherche de conceptions pratiques. » a déclaré Huang, membre du CNSI. « Sans cette information, c’est comme si nous lancions des fléchettes les yeux bandés et espérions atteindre quelque part près de la cible. »

Un microscope électronique de haute puissance de la fonderie moléculaire du Berkeley Lab a été utilisé pour capturer les images. Ce microscope utilise un faisceau d’électrons pour examiner des spécimens avec un niveau de détail inférieur à la longueur d’onde de la lumière.

Des défis sont rencontrés en microscopie électronique lorsqu’on tente de révéler la structure atomique des matériaux dans des environnements liquides, comme le bain d’électrolyte salin nécessaire à une réaction électrochimique.

L’ajout d’électricité à l’échantillon augmente la complexité du processus. L’auteur correspondant Haiime Cheng, scientifique principal au Berkeley Lab et professeur adjoint à l’UC Berkeley, et ses collègues ont développé un dispositif hermétiquement fermé pour surmonter ces obstacles.

Les scientifiques ont effectué des tests pour s’assurer que le flux d’électricité dans le système n’affectait pas l’image résultante. En se concentrant sur l’endroit exact où le catalyseur en cuivre rencontre l’électrolyte liquide, l’équipe a enregistré les changements qui se sont produits sur une période d’environ quatre secondes.

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Au cours de la réaction, la structure du cuivre s’est transformée d’un réseau cristallin régulier, généralement présent dans les métaux, en une masse irrégulière. Ce faisceau désordonné, composé d’atomes de cuivre et d’ions chargés positivement ainsi que de quelques molécules d’eau, s’est ensuite déplacé à la surface du catalyseur. Ce faisant, les atomes ont été échangés entre du cuivre régulier et irrégulier, piquant la surface du catalyseur. Finalement, la masse irrégulière a disparu.

« Nous ne nous attendions pas à ce que la surface se transforme en une forme amorphe puis revienne à une structure cristalline. » a déclaré le co-auteur Yang Liu, étudiant diplômé de l’UCLA dans le groupe de recherche de Huang. « Sans cet outil spécial pour observer le système en action, nous ne serions jamais en mesure de capturer ce moment. Les progrès des outils de caractérisation comme ceux-ci permettent de nouvelles découvertes fondamentales, nous aidant à comprendre le fonctionnement des matériaux dans des conditions réelles. »

Référence du magazine :

  1. Qiubo Zhang, Zhigang Song, Qianhu Sun, Yang Liu, Jiawei Wan, Sophia B. Betzler, Qi Cheng, Junyi Shangguan, Karen C. Bustillo, Peter Ercius, Bryneha Narang, Yue Huang et Haimei Cheng. Dynamique atomique des interfaces solide-liquide électrifiées dans les cellules liquides TEM. Nature, 2024 ; Identification numérique : 10.1038/s41586-024-07479-s

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Des fossiles d’anciens reptiles ressemblant à des crocodiles découverts au Brésil

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Des fossiles d’anciens reptiles ressemblant à des crocodiles découverts au Brésil
Brasilia :

Un scientifique brésilien a découvert des fossiles de petits reptiles ressemblant à des crocodiles qui vivaient pendant la période du Trias, des millions d’années avant l’apparition des premiers dinosaures.

Les fossiles du prédateur, appelé Parvosuchus aureloi, comprennent un crâne complet, 11 vertèbres, un bassin et quelques os de membres, selon le paléontologue Rodrigo Muller de l’Université fédérale de Santa Maria dans l’État de Rio Grande, auteur de la recherche publiée jeudi. Journal des rapports scientifiques.

Parvosuchus, qui vivait il y a environ 237 millions d’années, marchait sur quatre pattes et mesurait environ un mètre de long et se nourrissait de reptiles plus petits. Les fossiles ont été découverts dans le sud du Brésil. Parvosuchus, qui signifie « petit crocodile », appartient à une famille éteinte de reptiles appelée Gracilissuchidae, qui jusqu’à présent n’était connue qu’en Argentine et en Chine.

« Les Gracilisuchidae sont des organismes extrêmement rares dans le monde paléontologique », a déclaré Mueller à Reuters. « Ce groupe est particulièrement intéressant car ils vivaient juste avant l’aube des dinosaures. Les premiers dinosaures vivaient il y a 230 millions d’années. »

Parvosuchus était un prédateur terrestre. Gracili suchidae représente l’une des branches les plus anciennes de la lignée connue sous le nom de Pseudosuchia qui comprenait plus tard la branche alligator.

Parvosuchus a vécu à une époque d’innovation évolutive à la suite de la pire extinction massive sur Terre il y a 252 millions d’années, avec plusieurs groupes de reptiles en compétition avant que les dinosaures ne deviennent finalement dominants. Les derniers membres des Gracilisuchidae ont incontestablement disparu environ sept millions d’années avant l’apparition des premiers dinosaures.

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(Cette histoire n’a pas été éditée par le personnel de NDTV et est générée automatiquement à partir d’un flux syndiqué.)

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Une technique spectroscopique qui identifie les molécules d’eau sur une surface révèle comment elles se relâchent après agitation

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Une technique spectroscopique qui identifie les molécules d’eau sur une surface révèle comment elles se relâchent après agitation

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Diagramme schématique du processus de relaxation vibratoire de l’étirement de OH dans l’air/eau (H2o)Interface. crédit: Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-45388-8

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Diagramme schématique du processus de relaxation vibratoire de l’étirement de OH dans l’air/eau (H2o)Interface. crédit: Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-45388-8

Une image plus complète de la façon dont les molécules d’eau excitées lorsqu’elles interagissent avec l’air perdent leur énergie a été révélée par les scientifiques de RIKEN dans une étude. publié Dans le magazine Communications naturelles. Ce résultat sera précieux pour mieux comprendre les processus se produisant à la surface de l’eau.

L’eau est une anomalie à bien des égards. Par exemple, ses points de congélation et d’ébullition sont beaucoup plus élevés que prévu, et il est moins dense sous forme solide (glace) que sous forme liquide.

Presque toutes les propriétés inhabituelles de l’eau proviennent des liaisons faibles qui se forment et se brisent constamment entre les molécules d’eau voisines. Ces liaisons, appelées liaisons hydrogène, surviennent parce que l’oxygène attire davantage les électrons que l’hydrogène. Ainsi, l’oxygène légèrement négatif d’une molécule est attiré vers les atomes d’hydrogène légèrement positifs des autres molécules.

Mais un petit segment de molécules d’eau – celles à la surface – subit les liaisons hydrogène différemment des autres molécules d’eau. Dans leur cas, le bras qui dépasse dans l’air ne forme pas de liaisons hydrogène.

Jusqu’à présent, personne n’était capable de comprendre comment les bras de ces molécules de surface se détendaient après avoir été étirés. En effet, il est très difficile d’isoler le signal de ces molécules.

« Nous avons une bonne connaissance du comportement des molécules d’eau dans un corps liquide, mais notre compréhension des molécules d’eau à l’interface est loin derrière », explique Tahi Tahara du laboratoire de spectroscopie moléculaire RIKEN.

Au cours de la dernière décennie, une équipe dirigée par Tahara a tenté de remédier à cette situation en développant des techniques spectroscopiques très sophistiquées pour explorer les interactions des molécules d’eau sur les surfaces.

L’équipe a maintenant développé une technique basée sur la spectroscopie infrarouge, suffisamment sensible pour détecter la façon dont les liaisons oxygène et hydrogène dans les molécules d’eau de surface se relâchent.

Grâce à cette technique, l’équipe a découvert que les liaisons oxygène et hydrogène coincées dans l’air tournent en premier sans perdre d’énergie. Ils se détendent ensuite d’une manière similaire aux molécules d’un corps liquide qui forment un réseau de liaisons hydrogène.

« En ce sens, il n’y a pas beaucoup de différence entre les molécules à l’interface et à l’intérieur du liquide après avoir interagi avec leurs voisines, car elles partagent toutes deux le même processus de relaxation », explique Tahara. « Ces résultats dressent un tableau complet de la façon dont les liaisons oxygène et hydrogène se détendent à la surface de l’eau. »

Tahara et son équipe ont désormais l’intention d’utiliser leur technique spectroscopique pour observer les réactions chimiques qui se produisent à l’interface de l’eau.

Plus d’information:
Woongmo Sung et al., Profil de relaxation vibratoire unifié de l’étirement de l’OH à l’interface air/eau, Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-45388-8

Informations sur les magazines :
L’intelligence artificielle de la nature


Communications naturelles


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