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Taper sur le sol lui-même

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À quoi ressemblerait l'Observatoire de l'océan, de la Terre, de l'atmosphère et de l'espace ?

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.
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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.

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« 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.

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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.

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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


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Podcast de cette semaine dans l'espace : Épisode 100 – À bord de Virgin Galactic dans l'espace

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Podcast de cette semaine dans l'espace : Épisode 100 – À bord de Virgin Galactic dans l'espace

sur Épisode 100 de Cette semaine dans l'espaceTarek Woroud accueille à nouveau le Dr Alan Stern du Southwest Research Institute pour partager son expérience de vol à bord d'un avion spatial privé.

Alan, planétologue et chercheur principal de la mission New Horizons de la NASA vers Pluton et au-delà, effectuera un vol spatial suborbital en novembre 2023 à bord de l'avion spatial VSS Unity de Virgin Galactic. Il explique à quoi ressemble cette expérience, ce qu'elle promet pour la future science spatiale, et bien plus encore.

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Un accident spatial signifie que les tardigrades pourraient avoir pollué la Lune : ScienceAlert

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Un accident spatial signifie que les tardigrades pourraient avoir pollué la Lune : ScienceAlert

Il y a un peu plus de cinq ans, le 22 février 2019, une sonde spatiale sans pilote était placée en orbite autour de la Lune.

Le nom de la chose Beresheet Il a été construit par SpaceIL et Israel Aerospace IndustriesIl était censé être le premier vaisseau spatial privé à effectuer un atterrissage en douceur. Parmi la cargaison de la sonde se trouvaient des tardigrades, célèbres pour leur capacité à survivre même dans les climats les plus rigoureux.

la mission Il a eu un problème depuis le débutAvec l'échec des caméras de « suivi stellaire » chargées de déterminer la direction de l'engin spatial et ainsi contrôler correctement ses moteurs. Les contraintes budgétaires ont dicté une conception raccourcie et, même si le centre de commandement a pu surmonter certains problèmes, les choses sont devenues plus difficiles le 11 avril, jour du débarquement.

En route vers la Lune, le vaisseau spatial voyageait à grande vitesse et a dû ralentir pour effectuer un atterrissage en douceur. Malheureusement, lors de la manœuvre de freinage, le gyroscope est tombé en panne, bloquant le moteur principal.

A 150 m d'altitude, Beresheet Il roulait toujours à 500 km/h, trop rapide pour être arrêté à temps. La collision a été violente puisque la sonde s'est brisée et ses restes ont été dispersés sur une distance d'une centaine de mètres. Nous le savons car le site a été photographié par le satellite LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) de la NASA le 22 avril.

Des animaux capables de (presque) tout gérer

Alors qu'est-il arrivé à tardigrades Qui voyageait à bord de la sonde ? Compte tenu de leur remarquable capacité à survivre à des situations qui tueraient presque n’importe quel autre animal, est-il possible qu’ils aient pollué la Lune ? Pire encore, peuvent-ils le reproduire et le coloniser ?

Les tardigrades sont des animaux microscopiques mesurant moins d'un millimètre de long. Ils possèdent tous des cellules nerveuses, une bouche s'ouvrant au bout d'une trompe rétractable, un intestin contenant des organismes microscopiques et quatre paires de pattes non articulées terminées par des griffes, dont la plupart sont dotées d'yeux. Malgré leur petite taille, ils partagent un ancêtre commun avec les arthropodes comme les insectes et les araignées.

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La plupart des tardigrades vivent dans des milieux aquatiques, mais on peut les trouver dans n'importe quel environnement, même dans les zones urbaines. Emmanuel Delagotchercheur au Centre national de la recherche scientifique, les récolte dans les mousses et les lichens du Jardin des Plantes à Paris.

Pour être actifs, se nourrir de microalgues comme la chlorelle, et se déplacer, croître et se reproduire, les tardigrades ont besoin d'être entourés d'une couche d'eau. Ils se reproduisent de manière sexuée ou asexuée par parthénogenèse (à partir d'un œuf non fécondé) ou même par hermaphrodisme, lorsqu'un individu (ayant à la fois des gamètes mâles et femelles) s'autoféconde.

Une fois l'œuf éclos, la vie active du tardigrade dure de 3 à 30 mois. Un total de 1265 espèces ont été décritesdont deux fossiles.

Les tardigrades sont réputés pour leur résistance à des conditions qui n’existent ni sur Terre ni sur la Lune. Ils peuvent arrêter le métabolisme en perdant jusqu’à 95 % de l’eau corporelle. Certaines espèces fabriquent du sucre, le tréhalose, qui Agit comme un antigelD’autres synthétisent des protéines censées intégrer les composants cellulaires dans un réseau de « verre » amorphe qui assure la résistance et la protection de chaque cellule.

Lors de la déshydratation, le corps d'un tardigrade peut réduire de moitié sa taille normale. Les pattes disparaissent et seules les griffes restent visibles. Cet état, connu sous le nom Cryptobiosese poursuit jusqu'à ce que les conditions de vie active redeviennent favorables.

Selon le type de tardigrade, les individus ont besoin de plus ou moins de temps pour se déshydrater et tous les spécimens d'une même espèce ne sont pas capables de reprendre une vie active. Les adultes déshydratés survivent quelques minutes à des températures aussi basses que -272°C ou jusqu'à 150°C, et à long terme à des doses gamma élevées de 1 000 ou 4 400 Gy.

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En comparaison, une dose de 10 Gy est mortelle pour l’homme, et 40 à 50 000 Gy stérilisent tous types de matériaux. Cependant, quelle que soit la dose, les radiations tuent les œufs tardigrades. De plus, la protection conférée par la cryptobiose n’est pas toujours claire, comme dans le cas de Melnésium tardigradeumLes radiations affectent de la même manière les animaux actifs et déshydratés.

Les types Melnésium tardigradeum Dans son état actif. (n'importe lequel. Shukrai, Yu. Warnken, A. Hotz-Wagenblatt, MA Groehme, S. Henger et coll. (2012)., CC par)

La vie lunaire ?

Alors, qu’est-il arrivé aux tardigrades après leur collision avec la lune ? Certains d’entre eux sont-ils encore viables, enterrés sous la lune ? Le richeDes poussières allant de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres de profondeur ?

Tout d’abord, ils doivent avoir survécu à l’impact. Tests de laboratoire Il a été démontré que des échantillons congelés de… Hypsibius Dujardini Les espèces se déplaçant à 3 000 km/h dans le vide ont subi des dommages mortels lorsqu'elles ont heurté le sable. Cependant, ils ont survécu à des impacts de 2 600 kilomètres par heure ou moins, et leurs « atterrissages durs » sur la Lune, qu’ils soient indésirables ou non, ont été beaucoup plus lents.

La surface de la Lune n’est pas protégée des particules solaires et des rayons cosmiques, notamment gamma, mais là aussi, les tardigrades seraient capables de résister.

En fait, Robert Wimmer-Schoengruber, professeur à l'Université de Kiel en Allemagne, et son équipe ont montré que… Les doses de rayons gamma frappant la surface de la Lune étaient constantes mais faibles Par rapport aux doses ci-dessus, 10 ans d’exposition aux rayons gamma lunaires équivalent à une dose totale d’environ 1 Gy.

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Mais se pose ensuite la question de la « vie » sur la Lune. L'ours d'eau devra supporter des pénuries d'eau ainsi que des températures allant de -170 à -190°C la nuit lunaire et de 100 à 120°C le jour.

Le jour ou la nuit lunaire dure longtemps, un peu moins de 15 jours terrestres. La sonde elle-même n’a pas été conçue pour résister à des conditions aussi extrêmes, et même si elle ne s’était pas écrasée, elle aurait cessé toute activité après seulement quelques jours sur Terre.

Malheureusement pour les tardigrades, ils ne peuvent pas surmonter le manque d’eau liquide, d’oxygène et de microalgues – et ne pourront jamais se réactiver, encore moins se reproduire. Leur colonisation de la Lune est donc impossible.

Cependant, des échantillons inactifs existent sur le sol lunaire, et leur présence soulève des questions éthiques, telles que : Matthieu Soie» souligne un écologiste de l'université d'Edimbourg. De plus, alors que l’exploration spatiale prend son essor dans toutes les directions, polluer d’autres planètes pourrait nous faire manquer la découverte de la vie extraterrestre.

L'auteur remercie Emmanuel Delagot et Cédric Houbas du Musée de Paris, ainsi que Robert Wimmer-Schoengruber de l'Université de Kiel, pour leur lecture critique du texte et leurs conseils.Conversation

Laurent Palkadirecteur de conférences, Muséum National d'Histoire Naturelle (MNHN)

Cet article a été republié à partir de Conversation Sous licence Creative Commons. Lis le Article original.

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Des fossiles d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé découverts dans l'est de la Chine

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Des fossiles d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé découverts dans l'est de la Chine
(Chine) 10h15, 02 mars 2024

Cette image fournie par l'équipe de recherche montre un modèle 3D d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé, Datai yingliangis. (Xinhua)

BEIJING, 1er mars 2019 (Xinhua) – Des chercheurs ont baptisé un nouveau type de dinosaure cuirassé « Datai Yingliangis » après avoir découvert deux spécimens dans la province du Jiangxi, dans l'est de la Chine.

La découverte du nouveau dinosaure est un ajout important aux archives fossiles des ankylosaurines, un type de dinosaure cuirassé célèbre du début du Crétacé supérieur, selon Xing Lida, professeur agrégé à l'Université chinoise des géosciences de Pékin (CUGB).

Les deux spécimens étaient des subadultes mesurant chacun 3,5 à 4 mètres de longueur. Ils avaient tous deux une paire de cornes distinctives sur les joues.

Les troisième et quatrième vertèbres cervicales des dinosaures ont été coupées par des restes de grottes incurvés d'environ 2 cm de diamètre.

« Ces restes sont généralement des marques de grottes laissées par des mollusques ou d'autres invertébrés dans les sédiments, qui peuvent avoir simplement percé des trous dans les sédiments et sont étroitement liées à Datai yingliangis », a expliqué Sheng.

Il est intéressant de noter que les deux dinosaures ont été trouvés l’un sur l’autre, ce qui serait dû à l’enfouissement rapide de dépôts de sable éolien. « C'est probablement lié au comportement social des ankylosaures », a ajouté Xing.

L'étude a été publiée dans le Journal of Vertebrate Anatomy and Paleontology.

Cette photo prise par l'équipe de recherche le 25 février 2024 montre les fossiles d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé, Datai yingliangis. (Xinhua)

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Cette photo prise par l'équipe de recherche le 25 février 2024 montre les fossiles d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé, Datai yingliangis. (Xinhua)

(Éditeur Web : Tian Yi, Wu Chaolan)

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