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Taper sur le sol lui-même
Image : Concept d’observatoire de la Terre, de l’océan, de l’atmosphère et de l’espace. Le coin supérieur droit du globe montre un vaste réseau de câbles à fibres optiques (FO) existants (lignes jaunes). L’agrandissement en bas à gauche montre les principales caractéristiques et capacités de l’observatoire, y compris la détection, le suivi et l’identification DAS des baleines, des navires, des tempêtes et des tremblements de terre, traités en temps réel, intégrés à d’autres sources de capteurs telles que les données AIS dérivées des navires et relayées à le nuage.
Avis Suite
Crédit : Illustration de Landrø et al. Détection des baleines, des tempêtes, des navires et des tremblements de terre à l’aide du câble à fibre optique de l’Arctique. Sci Rep 12, 19226 (2022).
Plus de 1,2 million de kilomètres de câbles à fibres optiques sillonnent la planète pour transporter des appels téléphoniques, des signaux Internet et des données dans le monde entier. Mais cet été, des chercheurs ont publié pour la première fois les sons étranges de rorquals bleus et communs détectés par un câble à fibre optique sur la côte ouest de Svalbard.
Maintenant, les chercheurs veulent écouter une bête encore plus grosse – la Terre elle-même.
a déclaré Martin Landru, professeur à l’Université norvégienne des sciences et technologies (NTNU), Département des systèmes électroniques et chef Centre de prévision géophysique.
« Cela pourrait être un observatoire mondial révolutionnaire pour les sciences de l’océan et de la Terre », a-t-il déclaré. Landrø était l’auteur principal d’un article sur la façon dont un tel système pourrait fonctionner, publié dans Rapports scientifiques sur la nature.
Légères modifications du diamètre des fibres capillaires
Les câbles à fibres optiques ne sont pas une nouveauté. Ils contiennent probablement des informations que votre ordinateur décrypte afin que vous puissiez lire cet article.
Ce qui a changé, cependant, ce sont les outils qui peuvent être utilisés pour extraire des informations de ces réseaux. L’outil en question porte un nom de détective quelque peu alarmant.
L’interrogateur peut être connecté à un réseau de câbles à fibres optiques pour envoyer une impulsion de lumière à travers le câble. Chaque fois qu’une onde sonore ou une onde réelle frappe le câble sous-marin, les fibres se plient légèrement.
« Et nous pouvons mesurer très précisément l’étendue relative des fibres », a déclaré Landru. « Cette technologie existe depuis longtemps. Mais elle a fait un énorme pas en avant au cours des cinq dernières années. Nous sommes donc maintenant en mesure de l’utiliser pour surveiller et mesurer des signaux acoustiques sur des distances allant jusqu’à 100 à 200 kilomètres. Cela est la nouveauté.
L’équipe de Landrø – y compris les chercheurs De Sikt, l’Agence norvégienne pour les services partagés dans l’éducation et la rechercheEt Alcatel Submarine Networks Norvège, ASLes chercheurs ont utilisé un câble à fibre optique de 120 kilomètres entre Longyearbyen, la plus grande colonie de Svalbard, et Ny-lesund, un site de recherche sur la côte sud-ouest de la plus grande île de l’archipel. Ils ont surveillé le câble pendant 44 jours en 2020, enregistrant plus de 800 sons de baleines. Pourrais-tu Découvrez ces résultats ici.
« L’objectif du câble à fibre entre Longyearbyen et Ny-Ålesund, qui a été produit en 2015 après 5 ans de pré-planification et de travail, et principalement financé par notre ministère, était de servir la communauté de recherche et la station géodésique de Ny-Ålesund. de haute qualité et de haute qualité », a déclaré Olaf Schilderup, président du réseau national R&E de Sikt, V.I Un article précédent sur le projet Monitoring. Schjelderup était également co-auteur du nouveau document.
« L’expérience DAS de détection et de surveillance des baleines démontre une utilisation complètement nouvelle de ce type d’infrastructure de fibre optique, résultant en une science excellente et unique », a-t-il déclaré.
La technologie est bonne, mais la portée reste une limite. L’espoir est qu’il s’améliorera à mesure que la technologie s’améliorera, a déclaré Landru.
« Bien que les enquêteurs actuels n’aient pas encore été en mesure de détecter au-delà des répéteurs généralement utilisés dans les longs câbles à fibres optiques, la technologie se développe très rapidement et nous espérons pouvoir surmonter ces limitations bientôt », a déclaré Landru.
Des navires, des tremblements de terre et un étrange motif de vagues
Au cours du processus de détection des appels de baleines, les chercheurs ont également pu repérer des navires passant au-dessus ou à proximité du câble, une série de tremblements de terre et un étrange schéma de vagues dont ils ont finalement réalisé qu’ils étaient causés par des tempêtes lointaines.
Landru a déclaré que les mesures étaient suffisamment précises pour pouvoir corréler leurs mesures à chaque événement spécifique qui s’est produit, y compris un tremblement de terre majeur en Alaska.
« Nous avons vu beaucoup de trafic maritime, bien sûr, et beaucoup de tremblements de terre, dont le plus important provenait de l’Alaska », a-t-il déclaré. « C’était gros – nous l’avons vu sur chaque canal (dans le câble) tous les 120 km. Nous avons également vu que nous pouvions détecter des orages lointains. »
Un exemple de la façon dont le système est capable de détecter les navires participants est le Norbjørn, un cargo général qui a été surpris en train de traverser un câble à fibre optique à environ 86,5 km de Longyearbyen. Les chercheurs ont pu estimer la vitesse du navire à partir de sa trajectoire à travers le câble, puis ils ont pu la vérifier avec un Système d’identification automatique des navires (AIS) un chemin.
Publication majeure de 1963
Les chercheurs ont d’abord été déconcertés par la série de dizaines d’ondes qu’ils ont détectées pendant la période d’observation. Chaque événement de vague a duré entre 50 et 100 heures, la fréquence des vagues augmentant de manière monotone tout au long de l’événement. Mais ils ont finalement réalisé que les signaux mystérieux étaient des houles envoyées par des tempêtes lointaines.
« Ce sont des vagues océaniques physiques qui se déplacent à la surface de la mer », a déclaré Landru.
Les ondes à basse fréquence se déplacent plus rapidement, suivies d’ondes à haute fréquence qui arrivent 6 jours plus tard. C’est un schéma qui a été reconnu en 1963, alors qu’il était océanographe Walter Munk a publié un article Il décrit comment les scientifiques peuvent déterminer d’où viennent les vagues générées par les tempêtes, en mesurant la pente du modèle fréquence-temps des vagues et en effectuant quelques calculs.
À l’aide de ces calculs, l’équipe de Landru a localisé la tempête tropicale Eduardo, qui se trouvait à 4 100 kilomètres de Svalbard dans le golfe du Mexique. Ils ont également localisé une grosse tempête au large du Brésil, à 13 000 kilomètres du câble du Svalbard.
Plus d’informations sur les tremblements de terre
Les géologues disposent déjà d’un réseau de capteurs qui les aide à surveiller et à mesurer les tremblements de terre, appelé Sismographes. Landru a déclaré que ces outils sont sensibles et fournissent une grande quantité d’informations détaillées.
Cependant, les sismographes sont très chers et ils ne sont pas aussi largement distribués que le réseau mondial de câbles à fibres optiques.
Le seul inconvénient d’un réseau à fibre optique est qu’il a un rapport signal sur bruit plus faible. Cela signifie qu’il y a beaucoup de bruit de fond et que le signal – du tremblement de terre – n’est pas clair ou fort par rapport au bruit de fond.
Mais l’avantage d’un réseau fibre est qu’il est déjà répandu et en place, ce qui signifie qu’il peut fournir des informations supplémentaires aux sismomètres existants. L’idée ne serait pas de remplacer le système existant, mais de le compléter.
« La question est alors, que pouvons-nous apprendre d’une méthode qui a un rapport signal sur bruit plus faible, mais une meilleure couverture spatiale ? Comment pouvons-nous utiliser ces informations supplémentaires, même si elles sont de moindre qualité, pour en savoir plus sur le tremblement de terre et ses caractéristiques ? », a déclaré Landru.
Surveiller les pipelines pour un éventuel sabotage
Il y a aussi la question de savoir si les réseaux de fibre optique existants pourraient être utilisés pour surveiller les pipelines sous-marins – particulièrement important compte tenu de l’explosion fin septembre qui a endommagé les pipelines Nord Stream 1 et 2.
Pouvons-nous utiliser cette technologie de fibre optique pour surveiller et protéger les infrastructures au fond de la mer ? Ceci est une question importante.
Le problème avec les pipelines est qu’ils font du bruit lorsque le gaz circule dans le tuyau.
« Avec le bruit de fond, nous devons caractériser le contraste naturel. Ensuite, si vous avez quelque chose qui s’approche de ce pipeline, quel est le seuil ? Quand agissez-vous, que pouvez-vous détecter ? Et nous ne savons pas », a-t-il déclaré. Le plan est donc de faire des tests personnalisés dans ce but. »
En fin de compte, l’idée pourrait être la surveillance en temps réel des pipelines pour s’assurer qu’ils sont sûrs. Déjà, les chercheurs disposent d’un véritable flux de données audio en provenance du réseau fibre de Svalbard.
Référence: Landrø, M., Bouffaut, L., Kriesell, HJ et coll. Détection des baleines, des tempêtes, des navires et des tremblements de terre à l’aide du câble à fibre optique de l’Arctique. Représentant scientifique 1 219226 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-23606-x
magazine
Rapports scientifiques
méthode de recherche
Une étude observationnelle
sujet de recherche
Il ne peut pas être appliqué
Le titre de l’article
Détection des baleines, des tempêtes, des navires et des tremblements de terre à l’aide du câble à fibre optique de l’Arctique
La date de publication de l’article
10 novembre 2022
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
science
Les astronomes présentent un nouveau modèle pour la formation de planètes « flottantes » récemment découvertes
La découverte récente d’une nouvelle classe potentielle de planètes lointaines et mystérieuses « flottantes » a suscité l’intérêt des astronomes depuis que de nouvelles images époustouflantes prises par le télescope spatial James Webb ont été partagées à la fin de l’année dernière.
Ces planètes candidates, connues sous le nom d'objets binaires de masse Jupiter (JuMBO), semblent tourner autour les unes des autres car elles flottent librement dans l'espace, sans être attachées à aucune étoile, ce qui contredit les théories dominantes sur le fonctionnement des systèmes planétaires.
Aujourd'hui, une nouvelle étude révolutionnaire réalisée par une équipe d'astrophysiciens de l'UNLV et de l'Université de Stony Brook a été publiée le 19 avril dans la revue Astronomie naturelleIl fournit un modèle convaincant de la façon dont ces organismes massifs se sont formés.
L’équipe a utilisé des techniques avancées, connues sous le nom de simulations directes à N corps, pour explorer comment les interactions au sein d’amas d’étoiles denses pourraient éjecter des planètes géantes qui restent liées entre elles par la gravité lorsqu’elles dérivent à travers la galaxie. Cette recherche importante fournit un modèle sur la façon dont ces mystérieux binaires se forment, comblant ainsi une lacune critique dans notre compréhension de l’évolution planétaire.
« Nos simulations montrent que des rencontres stellaires rapprochées pourraient éjecter spontanément des paires de planètes géantes de leurs systèmes d'origine, les obligeant à orbiter l'une autour de l'autre dans l'espace », a déclaré l'auteur de l'étude Yihan Wang, chercheur postdoctoral au Centre d'astrophysique du Nevada à l'UNLV. « Ces résultats pourraient changer radicalement notre perception de la dynamique planétaire et de la diversité des systèmes planétaires de notre univers. »
La recherche indique que de tels événements sont plus susceptibles de se produire au sein d’amas d’étoiles densément peuplés, ce qui suggère que les planètes binaires flottantes pourraient être plus courantes qu’on ne le pensait auparavant. Les propriétés de ces paires planétaires, telles que leur séparation et leur excentricité orbitale, fournissent de nouvelles informations sur les conditions environnementales violentes qui influencent la formation des planètes.
« Il présente les interactions stellaires dynamiques comme un facteur important dans le développement de systèmes planétaires inhabituels dans des environnements stellaires denses », a déclaré Rosalba Perna, co-auteur de l'étude et professeur de physique et d'astronomie à l'Université de Stony Brook.
Selon les chercheurs, ces nouveaux travaux élargissent nos connaissances sur la formation planétaire et ouvrent également la voie à de futures observations utilisant le télescope spatial James Webb (JWST), qui pourraient fournir davantage de preuves à l'appui des prédictions de l'équipe.
« Comprendre la formation d'objets massifs nous aide à remettre en question et à améliorer les théories dominantes sur la formation planétaire », a déclaré Zhaohuan Zhu, astrophysicien à l'UNLV et co-auteur de l'étude. « Les observations du télescope spatial James Webb peuvent nous aider à y parvenir, en fournissant de nouvelles informations avec chaque observation qui nous aideront à mieux formuler de nouvelles théories sur la formation des planètes géantes. »
À propos du papier
« Planètes binaires flottant librement suite à leur éjection lors de rencontres stellaires rapprochées», a été publié le 19 avril dans le magazine Astronomie naturelle.
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
Un criblage de suppresseur génétique identifie le RdDM comme une voie majeure pour le silençage épigénétique induit par une expansion répétée. une, Phénotypes (indiqués par leurs identifiants d'écran d'origine) des suppresseurs isolés par rapport à Bur-0. Les feuilles irrégulièrement faibles sont marquées par des flèches blanches chez le type sauvage Bur-0. Barres d'échelle, 2 cm. Brelatif III1 Niveaux d'expression de suppresseurs de gènes identifiés par criblage génétique. Les nombres représentent les identifiants d'écran d'origine et les gènes correspondants identifiés après le clonage sont indiqués ci-dessous. Niveaux d'expression moyens basés sur trois répétitions biologiques pour chaque lignée (à l'exclusion de Bur-0 et fug1où n = 5 et 4, respectivement). Astérisques Indiquez les points de données individuels. sLes valeurs sont basées sur une analyse de variance unidirectionnelle avec le test post hoc de Tukey, et les polices avec des lettres différentes sont significativement différentes les unes des autres (s <0,05). Les barres d'erreur représentent s.e.mC Exemple d'analyse SHOREmap utilisant 44-2 Définit une mutation dans Paul F. . Les allèles à haute fréquence (> 0,85) sont colorés en rouge et les croix rouges représentent les allèles causals putatifs. crédit:Plantes naturelles
(2024). est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5 ×
Fermer Un criblage de suppresseur génétique identifie le RdDM comme une voie majeure pour le silençage épigénétique induit par une expansion répétée.une , Phénotypes (indiqués par leurs identifiants d'écran d'origine) des suppresseurs isolés par rapport à Bur-0. Les feuilles irrégulièrement faibles sont marquées par des flèches blanches chez le type sauvage Bur-0. Barres d'échelle, 2 cm.B relatif III1 Niveaux d'expression de suppresseurs de gènes identifiés par criblage génétique. Les nombres représentent les identifiants d'écran d'origine et les gènes correspondants identifiés après le clonage sont indiqués ci-dessous. Niveaux d'expression moyens basés sur trois répétitions biologiques pour chaque lignée (à l'exclusion de Bur-0 et fug1 oùn = 5 et 4, respectivement). Astérisques Indiquez les points de données individuels.sLes valeurs sont basées sur une analyse de variance unidirectionnelle avec le test post hoc de Tukey, et les polices avec des lettres différentes sont significativement différentes les unes des autres ( s<0,05). Les barres d'erreur représentent s.e.m C Exemple d'analyse SHOREmap utilisant 44-2Définit une mutation dans Paul F.. Les allèles à haute fréquence (> 0,85) sont colorés en rouge et les croix rouges représentent les allèles causals putatifs. crédit:
Plantes naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5 Les biologistes de l'Université Monash ont mis en lumière les mécanismes moléculaires complexes responsables de l'inactivation des gènes provoquée par des répétitions étendues dans une étude internationale. publiéaujourd'hui dans
Plantes naturelles
.
Ce phénomène a été associé à un certain nombre de maladies génétiques, notamment l'ataxie de Friedreich chez l'homme, et provoque des anomalies de développement chez des plantes telles qu'Arabidopsis thaliana.
La recherche vise à comprendre le mécanisme par lequel les répétitions amplifiées provoquent l’inactivation des gènes, une procédure clé pour contrôler l’expression des gènes.
Les nouveaux composants nécessaires à ce processus de mise au silence ont été découverts par des chercheurs à l'aide d'un modèle végétal qui présente des symptômes de défauts de croissance à des températures plus élevées mais pas à des températures plus basses.
La protéase SUMO FUG1, le lecteur d'histone AL3 et la protéine chromodomaine LHP1 ont été identifiés comme les trois acteurs les plus importants, selon l'étude.
« Ces protéines se réunissent pour créer une unité de base requise pour l'inactivation des gènes résultant d'une expansion répétée », a déclaré le Dr Sridevi Sureshkumar, auteur principal de l'étude, qui dirige le groupe de recherche génétique du groupe de recherche fondamentale de l'école des sciences biologiques de l'université Monash.
« Notre recherche révèle le rôle essentiel que jouent ces protéines dans la coordination de l'inactivation génique résultant de répétitions étendues », a déclaré le Dr Sureshkumar.
« La connaissance de ces systèmes fait non seulement progresser notre compréhension de la biologie végétale, mais donne également un aperçu des maladies humaines », a-t-elle déclaré.
Au cours de la recherche, des méthodes modernes de criblage génétique et des tests à deux hybrides sur levure ont été utilisés afin de déterminer que FUG1, une protéase SUMO non caractérisée, joue un rôle important dans l’inactivation des gènes. Après une analyse plus approfondie, il a été démontré que FUG1 interagissait avec AL3, un lecteur d'histone connu pour se lier à des marques d'histone spécifiques associées à une expression génique efficace.
De plus, les chercheurs ont découvert que la protéine AL3 interagit avec LHP1, une protéine chromodomaine qui joue un rôle dans la propagation des marques d'histone restreintes. L'inversion de l'inactivation des gènes et la suppression des symptômes associés à une expansion récurrente se sont produites en raison de la perte de fonction de l'un de ces composants au cours de l'expérience.
« Ces résultats mettent en valeur l’importance des modificateurs post-traductionnels et des lecteurs d’histone dans la régulation épigénétique », a déclaré le Dr Sureshkumar.
Elle a déclaré : « Notre étude ouvre la voie à des recherches plus approfondies sur le rôle de ces protéines dans divers processus biologiques et maladies humaines. »
« Les résultats représentent non seulement des conséquences potentielles pour la santé humaine, mais contribuent également à notre compréhension de la biologie végétale, qui est déjà avancée. »
Le Dr Sureshkumar, qui a dirigé cette étude internationale incluant des institutions du Royaume-Uni, de Chine, du Canada, d'Inde et d'Australie, a déclaré que la collaboration multinationale les avait aidés à progresser dans divers aspects de cette recherche.
Le Dr Sureshkumar a déclaré que cette recherche pourrait ouvrir la voie au développement de nouvelles techniques thérapeutiques ciblant la dérégulation épigénétique chez les personnes atteintes de maladies génétiques. Plus d'information:Sridevi Sureshkumar et al, la protéase SUMO FUG1, le lecteur d'histone AL3 et la protéine chromodomaine LHP1 font partie intégrante du silençage génique induit par l'expansion de la réplication chez Arabidopsis thaliana. Plantes naturelles
Informations magazine : Plantes naturelles
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L'Université Tsinghua développe des techniques de construction d'habitats lunaires
Par Simon Mansfield
Sydney, Australie (SPX), 19 avril 2024
L'exploration de la construction d'habitats lunaires par l'Université Tsinghua met en évidence la transition de la simple exploration à la construction et à l'utilisation réelles sur la Lune, en mettant l'accent sur le durcissement du régolithe in situ. Avec près de 20 technologies différentes évaluées pour créer des matériaux à base de régolithe, l'examen du professeur Feng fournit une classification et une évaluation systématiques, identifiant les défis importants et les orientations pour les progrès futurs.
La recherche classe les techniques de durcissement des régolithes en quatre groupes en fonction de leurs mécanismes de liaison et de consolidation : durcissement par réaction (RS), frittage/fusion (SM), durcissement par liaison (BS) et formation de confinement (CF). Chaque gamme et technologie spécifique est soigneusement mesurée en termes de paramètres de processus et de performances, mettant en valeur ses diverses exigences et capacités.
La solidification réactive implique la liaison des particules de régolithe avec des composés réactifs et repose en grande partie sur des matériaux transportés par fusée, le régolithe représentant 60 à 95 % du mélange. Processus de frittage/fusion du régolithe à des températures élevées, dépassant souvent 1 000 °C, ce qui pose d’importants défis énergétiques et opérationnels. Le durcissement par liaison utilise des liants pour le collage, nécessitant moins de temps et des températures plus basses, tandis que la formation par confinement utilise un tissu pour créer des composants de sac régolithe à haute résistance, bien qu'ils puissent manquer de résistance à la compression.
L'étude présente la méthode 8IMEM pour évaluer ces technologies, en utilisant huit indicateurs pour mesurer leur efficacité et leur adéquation à la construction de la Lune. Le remplissage Regolith occupe la première place, réduisant la consommation de ressources et d'énergie tout en permettant une configuration rapide des composants. Les technologies solaires de frittage/fusion et de fusion fonctionnent également bien, ces dernières utilisant l’énergie solaire directement dans une construction rentable.
La recherche est conforme aux objectifs progressifs des Stations internationales de recherche lunaire, établissant un plan de développement en quatre phases : laboratoire, station de recherche, hébergement et habitat, chacune étant spécifiquement conçue pour répondre à des besoins de construction et fonctionnels spécifiques. Les données quantitatives soutiennent l'utilisation de la technologie régolithe pour construire des bases lunaires, fournissant ainsi un modèle fonctionnel pour les futurs habitats lunaires.
Rapport de recherche:Construction lunaire in situ à grande échelle : évaluation quantitative des techniques de durcissement des régolithes
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