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Les prévisions météorologiques sur Mars et Titan prédisent des modèles connus sous le nom de modèles annulaires

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Les futurs astronautes de Mars devront réfléchir Météo prévue Avant de partir en voyage à l’étranger sur la planète rouge.

Si une tempête de poussière déchaînée Le rover Opportunity a été abattu., peut causer de graves dommages à tout être humain qui s’aventure à l’extérieur. Les tempêtes de poussière sur Mars peuvent être des tempêtes de neige. C’est pourquoi le scientifique de la Terre et des planètes J. Michael Battalio de l’Université de Yale a mené une étude récemment publiée dans astronomie naturelle, pourrait mieux nous aider à prédire les conditions météorologiques sur Mars et Titan, et éventuellement sur d’autres planètes et lunes.

Bien que les astronautes n’aient pas atterri Titan À tout moment (voire pas du tout), des conditions météorologiques extrêmes pourraient affecter la prochaine mission Dragonfly de la NASA. C’est pourquoi Battalu et le co-auteur Juan Laura utilisent Positions annulaires – ou des différences dans la façon dont l’atmosphère s’écoule qui n’ont rien à voir avec les saisons – pour les aider à le comprendre.

« Les modèles de Mars et de Titan ont des similitudes étonnantes avec la position de la Terre », a déclaré Battalio à SYFY WIRE. Ils apparaissent dans les mêmes zones générales et dans les mêmes quantités. Les structures annulaires se trouvent partout dans le système solaire, et il peut y avoir une variabilité ailleurs qui peut être diagnostiquée à l’aide des techniques que nous avons appliquées à Mars et Titan. »

Mais d’abord, pour comprendre ce qui se passait avec les motifs toroïdaux, les scientifiques avaient besoin de modèles. Les modèles martiens auxquels ils se réfèrent ont été développés à l’origine par le Laboratoire de dynamique des fluides géophysiques de Princeton et le Laboratoire de météorologie dynamique en France, et de plus en plus de scientifiques les ont utilisés pour créer des ensembles de données accessibles sur l’atmosphère martienne, comme EMARS et MACDA. Ces ensembles de données estiment à quel point l’atmosphère martienne peut être volatile à un moment donné en incorporant les observations satellitaires de la NASA et de l’Agence spatiale européenne d’en haut.

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Le modèle utilisé pour Titan (Titan Atmospheric Model, ou TAM) a été développé par Lora, qui a codé les équations de la dynamique des fluides en les appliquant aux paramètres des planètes qu’il comprenait, celles des plus grandes lunes de Saturne, telles que la convection du méthane. Quelque chose de similaire à Mars pourrait être utilisé en remplaçant le méthane par des quantités massives de poussière. Alors, qu’est-ce qu’une planète désertique gelée et une boule de glace de méthane recouverte de brouillard toxique ont en commun avec la Terre ? Batlio pense que la variabilité climatique causée par les modèles annulaires pourrait être à peu près partout.

« Il y a quelques différences à différentes longitudes parce que le terrain est différent, mais les trois mondes ont des bandes d’énergie de Foucault élevée en cercles (anneaux) autour des pôles », explique Batliot. « C’est très cool parce que la Terre, Mars et Titan sont si différents. Cela indique les types annulaires de fluctuations climatiques qui pourraient être une caractéristique omniprésente de l’atmosphère planétaire. « 

Cela ne veut pas dire qu’il n’y a pas de différences. zone de vent, qui continue de tourner autour de la même latitude, et la moyenne énergie cinétique tourbillonnaireQui vient de la circulation selon le temps, est différent des mêmes phénomènes sur Terre. N’oubliez pas que la surface de Mars et de Titan est également très différente de celle sur laquelle nous marchons. Titan est le seul autre objet connu dans l’espace qui contient des corps liquides de liquide, et Mars est rocheuse, propulsée par les radiations et stérile. Les vents de la région et l’énergie cinétique moyenne des vortex sur Mars et Titan expliquent la variance bien mieux que sur Terre.

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Le courant-jet de Titan se forme différemment, de sorte que les vents de la région roulent sur le côté, ce qui signifie des déplacements nord-sud sur Terre et Mars, mais des déplacements de haut en bas sur Titan. Mars diffère le plus de la Terre en ce que les changements d’énergie cinétique de Foucault peuvent conduire à certains d’entre eux Les tempêtes de poussière les plus dangereuses. Il n’y a pas encore d’humains à craindre, mais essayez de dire que vous avez fini par céder à personne. Les tempêtes de poussière dans le sud de Mars qui se forment et atteignent des tailles énormes sont particulièrement importantes à Battalio. Sachant que cela pourrait continuer détermination En sécurité.

« Sur Mars, il suffit de savoir ce que les modèles et les tempêtes de poussière font en ce moment pour prévoir », dit-il. « Avec des observations suffisamment précises de l’atmosphère martienne, nous pourrions prédire quand les plus grandes tempêtes de poussière pourraient se produire dans les jours à venir sans avoir à exécuter un modèle météorologique du tout. »

Il y a des améliorations nécessaires dans ces prédictions, surtout si nous voulons un jour transporter des astronautes sur la planète rouge. Battalio pense que l’observation directe des vents martiens, ainsi que la structure de température utilisée pour les calculs de vent, qui ont déjà été faites, pourraient être une amélioration significative dans la mesure des modes annulaires et conduire à moins d’erreurs. Des observations plus fréquentes sont également nécessaires. Les satellites en orbite autour de Mars, dont Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey et Mars Global Surveyor, n’en ont qu’un aperçu deux fois par jour.

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Si les satellites peuvent rester au même endroit au-dessus de Mars et observer à partir de là, les informations renvoyées vers la Terre ne seront pas coupées et les scientifiques pourront voir l’évolution en cours de la météo martienne.

Les astronautes devront se débarrasser de la peur de la pluie, de la neige et des retards de circulation qui affligent la Terre et se préparer aux prévisions de tempête de poussière.

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La perte de la Russie est le gain du Royaume-Uni pour le spectromètre infrarouge du rover martien

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La perte de la Russie est le gain du Royaume-Uni pour le spectromètre infrarouge du rover martien

Le ministre de l’Espace, Andrew Griffiths, a annoncé qu’une équipe britannique avait reçu 10 millions de livres sterling pour remplacer les composants russes du rover, qui recherchera des signes de vie sur la planète rouge.

Plus précisément, le nouveau financement permettra à une équipe – dirigée par l’Université d’Aberystwyth – de construire le spectromètre infrarouge ExoMars (ISEM) afin que la mission puisse retrouver tout son potentiel scientifique.

Le projet, financé par un montant supplémentaire de 10,7 millions de livres sterling de l’Agence spatiale britannique et dirigé par l’Université d’Aberystwyth, comprendra :

L’université galloise travaillera avec la même équipe du Mullard Space Science Laboratory de l’University College London (UCL) qui a dirigé la conception et la construction du système de caméra panoramique du rover, PanCam. Le système identifiera les minéraux, permettant au rover de forer pour obtenir des échantillons à analyser par d’autres instruments embarqués.

La machine s’appelait Enfys, ce qui signifie « arc-en-ciel » en gallois.

« Il est passionnant d’améliorer la puissance scientifique des caméras visuelles grand angle et haute résolution PanCam tout en améliorant la reconnaissance des métaux dans l’infrarouge grâce à Enfys. » Il a dit Professeur Andrew Coates (Mullard Space Science Laboratory de l’University College de Londres), chercheur principal de PanCam sur le rover Rosalind Franklin. « Notre équipe est ravie d’appliquer l’expertise de PanCam à Enfys, pour l’environnement difficile de la surface martienne. Nous attendons avec impatience la science et les opérations conjointes avec Enfys. »

La PanCam est illustrée ci-dessous.

Le Dr Matt Gunn d’Aberystwyth a déclaré : « Nous avons beaucoup appris au cours du développement et des tests de PanCam, et c’est un grand honneur pour nous de diriger une fantastique équipe de personnes qui mettront à nouveau ces connaissances en pratique pour développer un nouvel outil pour la mission. » Université, chercheur principal à Enfys.

Le Dr Gunn est représenté ci-dessus avec le nouveau spectromètre infrarouge en cours de développement, aux côtés d’un modèle grandeur nature du rover Rosalind Franklin de l’Université d’Aberystwyth.

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Construit au Royaume-Uni

A noter que le véhicule (photo) a en réalité été construit par Airbus, à Stevenage, pour le programme de l’Agence spatiale européenne. Son lancement était prévu en 2022 avant l’annulation de la coopération avec l’agence spatiale russe à la suite de l’invasion illégale de l’Ukraine.

Le Dr Paul Butt, directeur général de l’Agence spatiale britannique, a déclaré : « Le vaisseau spatial Rosalind Franklin, construit au Royaume-Uni, est véritablement une technologie de pointe aux frontières de l’exploration spatiale. » « Il est fantastique que des experts britanniques puissent également fournir un instrument clé pour cette mission, grâce au financement de l’Agence spatiale britannique.

« En plus de tirer parti de la technologie spatiale britannique de classe mondiale pour faire progresser notre compréhension de Mars et de sa capacité à héberger la vie, ce financement supplémentaire renforcera la collaboration au sein du secteur spatial et de l’économie britannique en croissance rapide. »

La dernière annonce porte l’investissement total du gouvernement dans Rosalind Franklin, par l’intermédiaire de l’Agence spatiale britannique, à 377 millions de livres sterling, a souligné le ministère britannique de la Science, de l’Innovation et de la Technologie (DSIT).

Le véhicule devait initialement être lancé en septembre 2022 depuis le Kazakhstan, mais la guerre ukraino-russe est intervenue.

Image : Université d’Aberystwyth/Équipe d’instruments Enfys

Voir également: Le rover Rosalind Franklin avance vers Mars en vue de son lancement en septembre

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L’étude a révélé que les minéraux et l’utilisation des terres déterminent le stockage du carbone dans le sol.

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L’étude a révélé que les minéraux et l’utilisation des terres déterminent le stockage du carbone dans le sol.

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Enterrez des récipients d’échantillons contenant des minéraux dans le sol. Crédit : Ingo Schoening, MPI-BGC

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Enterrez des récipients d’échantillons contenant des minéraux dans le sol. Crédit : Ingo Schoening, MPI-BGC

La séquestration du carbone dans le sol peut contribuer à l’atténuation du changement climatique, et la matière organique du sol liée aux minéraux possède la plus grande capacité à stocker le carbone. Une équipe de chercheurs, comprenant des scientifiques de l’Institut Max Planck de biogéochimie et de l’Université Martin Luther de Halle-Wittenberg, a évalué les facteurs qui contrôlent la matière organique liée aux minéraux.

leurs études, publié dans La biologie du changement globalIl montre que même si la quantité et le taux de leur formation sont principalement contrôlés par la composition minérale, l’utilisation des terres et l’intensité de la gestion influencent également la matière organique liée aux minéraux sur des échelles de temps courtes.

Le carbone organique du sol n’est pas seulement important pour la fertilité des sols et la production alimentaire, il joue également un rôle important dans le climat de la Terre puisqu’il représente environ 7 % du dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère.2 Il circule dans le sol chaque année. Depuis les débuts de l’agriculture, les sols ont perdu d’importantes quantités de carbone dans l’atmosphère. Pour atténuer le changement climatique, nous devons comprendre comment éviter une perte supplémentaire de carbone et reconstituer les stocks de carbone du sol.

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Lorsque le carbone organique du sol est lié aux minéraux, sa durée de survie et sa résistance aux perturbations sont accrues. La formation de matière organique associée aux minéraux (MAOM) est donc un processus essentiel dans le cycle global du carbone. Cependant, malgré des décennies de recherche, l’impact de la composition minérale et de l’intensité de la gestion des terres sur la formation de MAOM n’a pas été résolu.

Pour combler cette lacune dans la recherche, plus de 3 500 conteneurs perméables remplis de goethite sans carbone, un représentant de l’oxyde de fer du sol, ou d’illite, un représentant du minéral argileux silicaté, ont été enterrés dans 150 forêts et 150 prairies. Les sites sont situés dans les trois zones d’étude allemandes du programme prioritaire d’infrastructures « Explorations de la biodiversité ».

Après cinq ans d’incubation souterraine, une équipe de scientifiques dirigée par De Schorn Bramble de l’Institut Max Planck de biogéochimie (MPI-BGC) à Iéna et Susanne Ulrich de l’Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) a analysé le contenu du conteneur. . Ils ont constaté que, quels que soient le type d’utilisation des terres et l’intensité de la gestion, quatre fois plus de carbone organique s’accumulait dans la goethite que dans l’illite. Ce résultat confirme que la composition minérale est essentielle pour contrôler le taux et la quantité de formation de MAOM dans le sol.

« Une grande partie de nos connaissances sur le rôle des oxydes et des argiles silicatées dans le stockage du carbone dans le sol provient d’études en laboratoire », explique Susan. « Étant donné que ces deux groupes de minéraux interagissent dans les sols naturels, la différenciation directe de leurs rôles individuels dans la formation de MAOM n’est pas possible. .» Ulrich, Ph.D. Candidat à MLU.

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« Notre configuration expérimentale nous a permis pour la première fois de comparer directement le potentiel de stockage de carbone de ces deux groupes minéraux dans des conditions de terrain. Nos résultats montrent que ce ne sont pas les propriétés de surface qui déterminent la formation de MAOM, car les oxydes ont une surface beaucoup plus grande. Le potentiel de stockage de carbone des minéraux argileux silicatés. »  »

En raison du long temps de séjour du carbone dans les minéraux, la formation de MAOM était considérée comme relativement insensible à l’utilisation et à la gestion des terres sur des échelles de temps inférieures à plusieurs décennies. Cependant, les chercheurs ont noté dans leur étude que la formation de MAOM dans les forêts était réduite par l’intensité de la récolte et était modifiée par la sélection des espèces d’arbres. Dans les prairies, la productivité végétale ainsi que la diversité végétale ont augmenté la formation de MAOM. La productivité et la diversité végétales étaient affectées par la fertilisation, car la fertilisation augmentait la productivité végétale mais réduisait la diversité végétale.

De Schorn Bramble, candidat au doctorat au MPI-BGC explique ces nouveaux résultats contrastés : « Nous avons observé des effets significatifs de l’utilisation et de la gestion des terres sur la formation de MAOM après avoir exposé des minéraux sans carbone pendant seulement cinq ans aux conditions ambiantes du sol. Ces changements sont il est également probable qu’elle se produise dans les sols naturels. » Mais elle peut être difficile à détecter à l’aide des méthodes de mesure traditionnelles. « Nos résultats et notre approche expérimentale peuvent donc être importants pour prédire comment MAOM réagira aux activités humaines. »

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Il note que même si la composition minérale détermine le potentiel de stockage du carbone dans le sol, l’utilisation des terres affecte la mesure dans laquelle ce potentiel est réalisé. Par conséquent, il est important de mieux comprendre comment la productivité des plantes, la qualité des apports organiques et la communauté des décomposeurs interagissent dans la formation de MAOM dans le sol sous différentes gestions.

Plus d’information:
De Shorn E. Bramble et al, La composition de la matière organique liée aux métaux dans les sols tempérés est principalement contrôlée par le type de métal et est modifiée par l’utilisation des terres et l’intensité de la gestion, La biologie du changement global (2023). est ce que je: 10.1111/gcb.17024

Informations sur les magazines :
La biologie du changement global


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L’« hiver volcanique » a-t-il conduit à l’extinction des dinosaures ?

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L’« hiver volcanique » a-t-il conduit à l’extinction des dinosaures ?

Une nouvelle étude suggère que le changement climatique provoqué par des éruptions volcaniques massives pourrait avoir finalement ouvert la voie à l’extinction des dinosaures.

Les découvertes remettent en question le récit traditionnel selon lequel seule une météorite tombant sur Terre a porté le coup final aux anciens géants.

Pour étudier dans Avancement de la science, des chercheurs de l’Université McGill ont étudié les éruptions volcaniques dans les pièges du Deccan – un vaste plateau accidenté de l’ouest de l’Inde formé de lave en fusion. Son éruption de 1 million de kilomètres cubes de roche pourrait avoir joué un rôle majeur dans le refroidissement du climat mondial il y a environ 65 millions d’années.

Ce travail a mobilisé des chercheurs du monde entier, depuis le martelage de roches dans les pièges du Deccan jusqu’à l’analyse d’échantillons en Angleterre et en Suède.

En laboratoire, les scientifiques ont estimé la quantité de soufre et de fluor injectée dans l’atmosphère par les éruptions volcaniques massives au cours des 200 000 années précédant l’extinction des dinosaures.

Remarquablement, ils ont découvert que la libération de soufre pourrait entraîner une baisse globale des températures dans le monde, un phénomène connu sous le nom d’hiver volcanique.

«Nos recherches montrent que les conditions climatiques étaient presque certainement instables, avec des hivers volcaniques fréquents qui auraient pu durer des décennies avant l’extinction des dinosaures», explique Don Baker, professeur au Département des sciences de la Terre et des planètes de l’Université McGill.

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« Cette instabilité aurait pu rendre la vie difficile à toutes les plantes et à tous les animaux et ouvrir la voie à un événement d’extinction des dinosaures. Nos travaux contribuent donc à expliquer cet événement d’extinction majeur qui a conduit à l’émergence des mammifères et à l’évolution de notre espèce. »

Découvrir les indices contenus dans des échantillons de roches anciennes n’a pas été une tâche facile. En fait, une nouvelle technique développée à McGill a aidé à déchiffrer l’histoire volcanique.

La technologie permettant d’estimer les émissions de soufre et de fluor – un mélange complexe de chimie et d’expériences – s’apparente un peu à la cuisson des pâtes.

« Imaginez faire des pâtes à la maison. Vous faites bouillir de l’eau, ajoutez du sel, puis les pâtes. Une partie du sel de l’eau entre dans les pâtes, mais pas beaucoup », explique Baker.

De même, certains éléments restent piégés dans les minéraux lorsqu’ils refroidissent après une éruption volcanique. Tout comme vous pouvez calculer les concentrations de sel dans l’eau dans laquelle les pâtes sont cuites en analysant le sel contenu dans les pâtes elles-mêmes, la nouvelle technique a permis aux scientifiques de mesurer le soufre et le fluor dans des échantillons de roche. Grâce à ces informations, les scientifiques ont pu calculer la quantité de ces gaz émis lors des explosions.

Les résultats représentent un pas en avant dans la reconstitution des anciens secrets de la Terre et ouvrent la voie à une approche plus éclairée du changement climatique.

source: université McGill

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