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Une nouvelle étude sur le mégalodon suscite une controverse sur la taille du requin éteint

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Les visiteurs examinent l'énorme mâchoire d'un mégalodon disparu exposée au musée. (Rick Loomis/Getty Images)

Le requin mégalodon, aujourd'hui disparu, est souvent imaginé comme un gros poisson blanc doté d'une grande bouche de dents pointues surmontant un corps puissant qui s'étend sur 50 pieds du nez à la queue. Aujourd'hui, une équipe de plus de deux douzaines de scientifiques affirme que le mégalodon a été mal compris et qu'il était peut-être plus petit et plus grand que prévu.

La nouvelle étude publiée dans la revue Fossiles électroniquesest le dernier chapitre d'un débat scientifique en cours sur l'apparence réelle de ce prédateur marin et son rôle dans les anciens écosystèmes océaniques.

Otodus mégalodon Il a disparu pour certains 3,6 millions d'annéesMais de nombreux non-experts ont une image mentale de ce super requin préhistorique. Les reproductions de cette mâchoire massive servent de toile de fond aux photos de famille dans les aquariums de tout le pays. Le mégalodon a donné naissance à sa propre franchise à Hollywood avec le film d'horreur « The Meg » de 2018. 52 pieds, environ 2000 livres Il est suspendu de manière précaire au-dessus de la cafétéria du Musée national d’histoire naturelle.

Le problème est qu’il ne s’agit là que de prouesses d’imagination scientifiquement informée – et la question fondamentale de savoir à quoi ressemblait un mégalodon est un sujet épineux parmi les experts.

Ce que les scientifiques savent avec certitude, c'est que le mégalodon avait des dents géantes, certaines aussi grandes qu'une main humaine adulte. Ils ont fouillé des parties de la colonne vertébrale fossilisée. Ils ont récemment analysé certains d'entre eux Petites tables. Mais leur squelette cartilagineux ne se fossilise pas bien, c'est pourquoi de nombreux scientifiques se sont appuyés sur des analogies avec de grands prédateurs vivants dotés de dents de forme similaire : le grand requin blanc.

« Nous essayons de spéculer sur quelque chose en nous basant sur un ensemble de preuves incomplètes », a déclaré Michael Gottfried, paléontologue des vertébrés à la Michigan State University, qui n'a pas participé à la nouvelle étude.

Plusieurs experts extérieurs ont déclaré que l'étude – qui postule que le mégalodon était allongé et mince – ressemblait beaucoup à Requin mako Du grand blanc, cela ne résoudra pas le problème. Ils soulignent que même si le mégalodon était plus long que ce qui avait été suggéré précédemment, il aurait pu avoir un corps puissant et massif. Mais ces allers-retours mettent en évidence le niveau de fascination des scientifiques et du grand public pour cette créature.

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Morceaux de colonne vertébrale en Belgique

Une grande partie de ce que l'on sait sur le corps du mégalodon provient d'un ensemble de 141 morceaux de sa colonne vertébrale découverts dans les années 1860 en Belgique.

Dans les années 1990, Gottfried a mesuré des parties de cette colonne vertébrale. Dans la grande ère moderne et blanche, Il existe une relation mathématique entre la largeur de ses vertèbres et sa longueur totale. Lorsque Gottfried a appliqué cela aux vertèbres du mégalodon, il a calculé que le spécimen belge devait mesurer 30 pieds de long.

Lors d'un précédent emploi, au Calvert Marine Museum dans le Maryland, il a construit une réplique du squelette d'un mégalodon, évoluant à partir d'un requin blanc et en ajustant les proportions.

Puis, en 2022, une autre équipe de scientifiques est revenue sur l’échantillon belge pour créer un modèle 3D. S’appuyant largement sur des analogies avec les grands requins blancs, mais prenant également en compte d’autres requins modernes, ils rapportent que le spécimen de mégalodon mesurait 52 pieds de long et pesait environ 67 tonnes – ce qui est «Superprédateur transocéaniqueIl était probablement capable de voler plus vite que n’importe quel requin vivant, avec un estomac suffisamment gros pour avaler un épaulard.

D'autres experts en requins se plaignaient des résultats. À bien des égards, la nouvelle étude est une réponse directe : une équipe de plus de deux douzaines de scientifiques s’est réunie pour souligner les failles et présenter un contre-argument. Leur interprétation du même spécimen suggère que le mégalodon était plus mince, et peut-être plus grand, qu'on ne le pensait auparavant.

« Le corps élancé suggère que le mégalodon n'était peut-être pas un bon nageur comme le grand requin blanc moderne, et cela est cohérent avec l'interprétation selon laquelle le mégalodon aurait pu être un requin qui naviguait lentement », a déclaré Kensho Shimada, chercheur principal. pour le nouvel article et professeur de paléobiologie à l'Université DePaul À Chicago, a-t-il déclaré dans un e-mail.

Shimada a déclaré que la nouvelle explication soutient une étude récente de son laboratoire qui a examiné les écailles placoïdes fossilisées, un type de petite écaille pointue unique aux requins et aux raies. Cette recherche suggère que le mégalodon « était généralement un croiseur lent qui nageait occasionnellement pour attraper des proies », a-t-il déclaré.

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Mais les deux groupes ont été vivement critiques à l’égard des études de chacun, ce qui est une partie normale – quoique parfois inconfortable – de la façon dont la science avance.

Jack Cooper, étudiant diplômé et paléontologue des requins à l'Université de Swansea au Pays de Galles qui a dirigé l'étude attaquée, a déclaré que le travail de son équipe avait été critiqué pour s'appuyer trop sur le grand requin blanc comme homologue du mégalodon. Mais la nouvelle interprétation naît d'une analyse basée également sur la comparaison avec le Grand Blanc.

Il n'est pas non plus d'accord sur le fait qu'une colonne vertébrale fine serait nécessairement trop étroite pour supporter un gros animal, notant que le requin éteint Critoxyhena avait également une colonne vertébrale fine mais une forme de corps massive.

Des experts extérieurs ont déclaré que les deux journaux utilisaient encore la spéculation pour parvenir à leurs différentes interprétations.

« En fin de compte, je ne pense pas que cela nous rapproche beaucoup de savoir à quoi ressemblait réellement le mégalodon », a déclaré Robert Boessenecker, paléontologue côtier au Charleston Center for Paleontology, une organisation à but non lucratif, qui n'a pas participé à la nouvelle étude. .

Dana Eret, conservatrice de l'histoire naturelle au New Jersey State Museum, a déclaré qu'il était bon de voir des biologistes qui étudient la biologie des requins modernes se joindre à la discussion sur les requins anciens. Pour lui, ce qui est intéressant, c'est que les deux articles suggèrent que le mégalodon aurait pu être plus long. que les scientifiques ne le pensaient auparavant.

« Certains des plus grands requins d'aujourd'hui sont les requins baleines et les requins pèlerins. Ils atteignent une longueur maximale de 35 à 40 pieds », a déclaré Errett. « Pensez à un requin de 20 pieds de plus que le plus grand requin d'aujourd'hui. « Pour moi, c'est vraiment ahurissant. »

Il n’est pas rare que les paléontologues soient en désaccord sur les corps d’animaux anciens, parfois très fortement. Gottfried se souvient avoir vu certains scientifiques se lancer dans une vive dispute sur l'angle du fémur lors de la collecte d'un spécimen de Triceratops.

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John Hutchinson, professeur de biomécanique évolutive au Royal Veterinary College de l'Université de Londres, fait partie de l'équipe qui a proposé le modèle 3D controversé du mégalodon. Les enjeux sont toujours élevés dans le domaine scientifique, a-t-il déclaré, mais surtout lorsqu'il s'agit de travailler sur des espèces qui suscitent l'intérêt du public et des scientifiques.

« Plus un animal disparu est célèbre et plus il est rare, plus il y aura de compétition ou de conflit », a déclaré Hutchinson. « Je le sais bien. J'ai travaillé sur un T-Rex.

Hutchinson a déclaré qu'au début de sa carrière, les gens utilisaient des illustrations 2D de squelettes fossilisés avec la peau rétrécissant autour d'eux, les rendant très minces. Sur la base de ces modèles, les gens croient Tyrannosaure rex C'était environ 11 000 livres. Mais maintenant, en utilisant différentes méthodes, les scientifiques s’accordent pour la plupart sur le fait qu’un T. rex adulte pesait environ 17 000 livres.

Un fossile remarquable a révélé que le jeune dinosaure est mort l'estomac plein

Cette question est importante non seulement parce que les gens veulent donner un visage à ces énormes prédateurs, mais aussi parce que la forme peut aider à expliquer leur fonction, ce qui a des conséquences sur notre compréhension des écosystèmes anciens et modernes.

« C'était l'un des plus grands carnivores marins ayant jamais vécu et il constituait clairement un élément majeur de l'écosystème marin », a déclaré Philip Stearns, étudiant diplômé et paléontologue des requins à l'UC Riverside et auteur principal de l'étude.

Les controverses récentes n'apportent peut-être que peu de clarté sur l'apparence du mégalodon, mais la concurrence scientifique entre les groupes de recherche a stimulé davantage de recherches, poussant le domaine au-delà des articles décrivant simplement la découverte de nouveaux spécimens, vers des recherches axées sur la paléoécologie.

Par exemple, on estime que le mégalodon a disparu il y a environ 3,6 millions d’années, peut-être en raison de la compétition pour ses proies avec le grand requin blanc. Des recherches antérieures ont suggéré que lorsque le mégalodon a disparu, Il n'y a pas de prédateur féroce dans l'océan Cela a permis l’émergence de baleines modernes filtreuses.

« Au cours des cinq à dix dernières années, l'étude du mégalodon a radicalement changé, passant d'une sorte de collection de timbres à une étude paléobiologique fondée sur des hypothèses », a déclaré Bossenecker.

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Une source de cristaux liquides de paires de photons

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La conversion ascendante paramétrique spontanée (SPDC), en tant que source de photons intriqués, présente un grand intérêt pour la physique quantique et la technologie quantique, mais jusqu’à présent, elle ne peut être mise en œuvre que dans des matériaux solides. Des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière (MPL) et de l’Institut Josef Stefan de Ljubljana, en Slovénie, ont démontré pour la première fois la SPDC dans un cristal liquide. Les résultats ont été récemment publiés dans natureouvrent la voie à une nouvelle génération de sources quantiques : efficaces et accordables par champs électriques.

Diviser un photon en deux est l’un des outils les plus utiles en photonique quantique. Il peut créer des paires de photons intriqués, des photons uniques, de la lumière compressée et des états photoniques encore plus complexes, essentiels aux technologies photoniques quantiques. Ce processus est connu sous le nom de conversion abaisseur automatique (SPDC).

Le SPDC est étroitement lié à la symétrie centrale. Il s’agit de la symétrie par rapport à un point – par exemple, un carré est symétrique au centre mais pas un triangle. Essentiellement, en divisant un photon en deux, le SPDC brise la symétrie centrale. Par conséquent, cela n’est possible que dans les cristaux dont la cellule primaire est asymétrique au centre. La SPDC ne peut pas se produire dans les liquides ou les gaz ordinaires, car ces matériaux sont isotropes.

Cependant, des chercheurs ont récemment découvert des cristaux liquides de structure différente, appelés cristaux liquides nématiques ferroélectriques. Bien qu’ils soient fluides, ces matériaux se caractérisent par une forte rupture de symétrie centrale. Leurs molécules sont allongées, asymétriques et surtout, elles peuvent être réorientées par un champ électrique externe. La réorientation des molécules modifie la polarisation des paires de photons générées, ainsi que le taux de génération. Avec un conditionnement approprié, un échantillon de ces matériaux peut constituer un dispositif extrêmement utile car ils produisent efficacement des paires de photons, peuvent être facilement réglés à l’aide d’un champ électrique et peuvent être intégrés dans des dispositifs plus complexes.

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À l’aide d’échantillons préparés à l’Institut Josef Stefan (Ljubljana, Slovénie) à partir de cristaux liquides nématiques ferroélectriques fabriqués par Merck Electronics KGaA, des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière ont appliqué pour la première fois la SPDC à un cristal liquide. . L’efficacité de génération de photons intriqués est aussi élevée que celle des meilleurs cristaux non linéaires, tels que le niobate de lithium, d’épaisseur similaire. En appliquant un champ électrique de quelques volts seulement, ils ont pu activer et désactiver la génération de paires de photons, ainsi que modifier les propriétés de polarisation de ces paires. Cette découverte marque le début d’une nouvelle génération de sources lumineuses quantiques : flexibles, accordables et efficaces.

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Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

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Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

Illustration de la conception expérimentale générale du CREME exoMIP (Tsigaridis et al. en préparation), comme exemple de la façon dont l’exoMIP peut être structuré pour permettre une large participation communautaire. — Ph.EP astronomique

Alors que le télescope spatial James Webb commence à renvoyer des observations, il est plus important que jamais que les modèles climatiques exoplanétaires soient capables de prédire de manière cohérente et correcte l’observabilité des exoplanètes, de récupérer leurs données et d’interpréter les environnements planétaires à partir de ces données.

Les comparaisons entre modèles jouent un rôle crucial dans ce contexte, surtout à l’heure où peu de données sont disponibles pour valider les prédictions des modèles. Le groupe de travail CUISINES du Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) de la NASA soutient une approche systématique pour évaluer les performances des modèles d’exoplanètes et fournit ici un cadre pour mener des projets d’intercomparaison de modèles d’exoplanètes organisés par la communauté (exoMIP).

Le cadre CUISINES adapte spécifiquement les pratiques de la communauté climatique terrestre pour répondre aux besoins des chercheurs exoplanétaires, y compris une gamme de types de modèles, de cibles planétaires et d’études spatiales paramétriques. Son objectif est d’aider les chercheurs à travailler collectivement, équitablement et ouvertement pour atteindre des objectifs communs.

Le cadre CUISINES repose sur cinq principes : 1) Définir à l’avance la ou les questions de recherche que exoMIP vise à aborder. 2) Créer une conception pilote qui maximise la participation de la communauté et en faire la publicité largement. 3) Planifiez un calendrier de projet qui permet à tous les membres d’exoMIP de participer pleinement. 4) Créer des produits de données à partir des résultats du modèle pour une comparaison directe avec les observations. 5) Créez un plan de gestion des données applicable aujourd’hui et évolutif à l’avenir.

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Au cours des premières années de son existence, CUISINES fournit déjà un soutien logistique à 10 exoMIP et continuera à organiser des ateliers annuels pour approfondir les commentaires de la communauté et présenter de nouvelles idées d’exoMIP.

Linda E. Sohl, Thomas J. Fuchez, Sean Domagal-Goldman, Duncan A. Christie, Russell Detrick, Jacob Haque-Misra, C.E. Harman, Nicholas Iero, Nathan J. Mayne, Costas Tsigarides, Geronimo L. Villanueva, Ambre V. Jeune, Guillaume Chaverot

Commentaires : 14 pages, deux numéros
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP) ; Instruments et méthodes astrophysiques (astro-ph.IM)
Citer comme : arXiv:2406.09275 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2406.09275v1 [astro-ph.EP] pour cette version)
Date de soumission
Qui : Linda Suhl
[v1] Jeudi 13 juin 2024, 16:14:22 UTC (903 Ko)
https://arxiv.org/abs/2406.09275
Astrobiologie

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Ingénieur – Des « mégaclusters » de satellites pourraient mettre en péril la reconstitution du trou d’ozone

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Ingénieur – Des « mégaclusters » de satellites pourraient mettre en péril la reconstitution du trou d’ozone

Le Protocole de Montréal de 1987 a réglementé avec succès les CFC nocifs pour la couche d’ozone afin de protéger la couche d’ozone, réduisant ainsi le trou d’ozone au-dessus de l’Antarctique, et une reprise est attendue dans les 50 prochaines années.

Cependant, de nouvelles recherches de Université de Californie du Sud Ecole d’Ingénieurs de Viterbi Il a montré que ces oxydes ont été multipliés par huit entre 2016 et 2022 et continueront de s’accumuler à mesure que le nombre de satellites en orbite terrestre basse (LEO) augmentera, mettant ainsi la couche d’ozone en danger dans les décennies à venir.

Les chercheurs ont expliqué que sur 8 100 objets en orbite terrestre basse, 6 000 sont des satellites Starlink lancés au cours des dernières années et que la demande d’une couverture Internet mondiale entraîne une augmentation rapide du lancement d’essaims de petits satellites de communication.

SpaceX est le leader de ce projet, avec l’autorisation de lancer 12 000 satellites Starlink supplémentaires et jusqu’à 42 000 satellites prévus. Amazon et d’autres sociétés dans le monde envisagent également de créer des constellations allant de 3 000 à 13 000 satellites, ajoutent les auteurs de l’étude.

Les satellites Internet ont une durée de vie d’environ cinq ans seulement, les entreprises doivent donc lancer des satellites de remplacement pour maintenir le service Internet, ce qui poursuit un cycle d’obsolescence programmée et de contamination imprévue, ont indiqué les chercheurs.

Les oxydes d’aluminium déclenchent des réactions chimiques qui détruisent l’ozone stratosphérique, qui protège la Terre des rayons ultraviolets. Les oxydes ne réagissent pas chimiquement avec les molécules d’ozone, mais conduisent plutôt à des réactions destructrices entre l’ozone et le chlore, conduisant à l’appauvrissement de la couche d’ozone.

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Étant donné que les oxydes d’aluminium ne sont pas consommés dans ces réactions chimiques, ils peuvent continuer à détruire molécule après molécule d’ozone pendant des décennies à mesure qu’ils dérivent dans la stratosphère, ont indiqué les chercheurs.

« Ce n’est que ces dernières années que les gens ont commencé à penser que cela pourrait devenir un problème », a déclaré Joseph Wang, chercheur en astronautique à l’Université de Californie du Sud et auteur correspondant de l’étude, dans un communiqué. « Nous avons été l’une des premières équipes à considérer les implications de ces faits. »

Puisqu’il est impossible de collecter des données sur des engins spatiaux en feu, des études antérieures ont utilisé des analyses de micrométéorites pour estimer la contamination potentielle. Cependant, les chercheurs ont indiqué que les micrométéorites contiennent très peu d’aluminium, un métal qui représente 15 à 40 % de la masse de la plupart des satellites. Ces estimations ne s’appliquent donc pas bien aux nouveaux satellites.

Au lieu de cela, les chercheurs ont modélisé la composition chimique et les liaisons au sein des matériaux satellites lors de leurs interactions aux niveaux moléculaire et atomique. Les résultats ont permis aux chercheurs de comprendre comment la matière change avec différents apports d’énergie.

L’étude a été financée par NASAIl a été constaté qu’en 2022, la rentrée des satellites a augmenté la quantité d’aluminium dans l’atmosphère de 29,5 % au-dessus des niveaux normaux.

La modélisation a montré qu’un satellite typique de 250 kg avec 30 pour cent de sa masse d’aluminium générerait environ 30 kg de nanoparticules d’oxyde d’aluminium (taille de 1 à 100 nanomètres) lors de la rentrée. La plupart de ces particules sont générées dans la mésosphère, entre 50 et 85 kilomètres (30 à 50 miles) au-dessus de la surface de la Terre.

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L’équipe a ensuite calculé que, en fonction de la taille des particules, il faudrait jusqu’à 30 ans pour que les oxydes d’aluminium dérivent jusqu’aux hauteurs stratosphériques, où se trouvent 90 % de l’ozone troposphérique.

Les chercheurs estiment qu’au moment où les constellations de satellites actuellement prévues seront achevées, 912 tonnes d’aluminium tomberont sur Terre chaque année. Cela libérerait environ 360 tonnes d’oxydes d’aluminium par an dans l’atmosphère, soit une augmentation de 646 % par rapport aux niveaux naturels.

L’étude a été publiée dans la revue en libre accès AGU Lettres de recherche géophysiqueentièrement lisible ici.

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