Choses à Savoir SCIENCES

Les informations apportées par le robot Perseverance nous en apprennent toujours davantage sur Mars. Ainsi, des enregistrements réalisés par le rover ont permis d'analyser la manière dont le son se propageait sur la planète rouge. Et il résulte de cette étude qu'il serait difficile d'y tenir une conversation.

L'écoute des premiers bruits martiens

Le robot Perseverance, qui s'est posé sur Mars le 18 février 2021, a été équipé d'un micro. Il a donc pu enregistrer les sons qui l'environnaient, notamment ceux d'une bourrasque.

C'est la première fois qu'on pouvait connaître l'ambiance sonore de la planète rouge. Mais, en règle générale, il y règne un grand silence. Pour se faire une idée plus précise de la façon dont le son se diffusait sur Mars, il fallait donc provoquer des bruits.

Les chercheurs ont alors analysé les sons produits par le mini-hélicoptère Ingenuity, venu sur Mars avec le robot, et par des tirs de laser sur les roches martiennes.

Un son à deux vitesses

L'examen des enregistrements réalisés par le rover ont d'abord permis de confirmer un phénomène auquel on s'attendait. Sur Mars, le son circule moins vite que sur la Terre. Il se propage à 240 m/s, alors que sa vitesse est de 340 m/s sur notre planète.

Cette relative lenteur s'explique d'abord par la très faible pression qui règne sur la planète rouge. Elle est également due à la composition très différente de l'atmosphère, qui contient 96 % de C02, contre 0,004 % pour la Terre.

Mais une surprise attendait les chercheurs. En effet, ils se sont aperçus que les sons ne voyageaient pas à la même vitesse. Les sons aigus se déplacent plus vite que les sons graves et, en plus, ils se perdent plus rapidement.

Si deux personnes se tenaient à environ cinq mètres l'une de l'autre et essayaient d'avoir une conversation, elles auraient ainsi le plus grand mal à se faire comprendre. De même, l'écoute d'un concert serait grandement perturbée, pour un auditeur un peu éloigné de la scène, par ce décalage entre les sons graves et les sons aigus.

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Originaires de l'actuelle Norvège, les Vikings se sont installés dans le nord-est de l'Angleterre, dans les îles Shetland et les Hébrides ou encore en Normandie. Mais un autre de leurs établissement se trouvait au Groenland. On en sait davantage, aujourd'hui, sur les raisons qui les poussèrent à quitter cette région.

Ce n'est pas le froid qui aurait chassé les Vikings du Groenland...

Les Vikings se sont installés au Groenland à la fin du Xe siècle. Ils y faisaient de l'élevage, dans le cadre d'exploitations agricoles assez prospères. Mais, au XVe siècle, ils décident de laisser derrière eux un territoire qui, jusque là, devait bien mériter son nom.

En effet, "Groenland" signifie "terre verte". Les Vikings l'avaient également appelé la "Colonie de l'Est". Pourquoi ont-ils donc quitté ce territoire fertile, où l'herbe poussait en abondance ?

Les spécialistes pensaient que c'était un froid de plus en plus vif qui les avait chassés. Or, il semble que, pour appuyer leurs conclusions, ils aient analysé des échantillons prélevés dans des terrains situés à plus de 1.000 km au nord des principaux établissements des Vikings.

...Mais la sécheresse

Des chercheurs américains ont donc cherché à étudier les conditions climatiques qui régnaient, au XVe siècle, dans l'un des principaux sites habités par les Vikings. Pour ce faire, ils ont analysé les sédiments recueillis dans un lac.

Employant une technologie élaborée, ils ont mené leurs recherches durant trois ans et ont pu, grâce à ces échantillons, étudier les modifications de températures et le taux d'évaporation. Les chercheurs n'ont pas constaté de changement significatif dans le climat.

Le froid ne serait donc pas responsable de leur fuite. Par contre, ils ont remarqué que la zone autour du lac était devenue beaucoup plus sèche. Cette sécheresse aurait, à la longue, rendu les prairies impropres à la nourriture du bétail.

Les Vikings étant avant tout des éleveurs, ils devaient donc trouver des contrées plus favorables à leur activité. Cette étude lève en partie le mystère qui entourait le départ des Vikings du Groenland. Elle montre l'importance des facteurs environnementaux dans le destin des peuples.

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On se retrouve lundi 2 mai.

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Grâce au perfectionnement des radiotélescopes, il devient possible d'observer des étoiles et des galaxies de plus en plus lointaines. Ces dernières années, le télescope Hubble a permis de notables avancées en la matière.

La galaxie la plus lointaine

En 2016, les astronomes avaient déjà pu, grâce au télescope Hubble, repérer la plus vieille galaxie jamais observée, et donc aussi la plus ancienne. Cette galaxie, nommée GN-z11, s'est ainsi formée voilà 13,4 milliards d'années.

Sa lumière a donc mis tout ce temps avant de nous parvenir. Elle nous apparaît donc telle qu'elle se présentait à ce moment-là, c'est-à-dire peu de temps après le Big Bang.

Cette découverte devrait donc permettre d'en apprendre davantage sur la manière dont se sont formées, à partir des nuages de gaz issus de l'"explosion" initiale, les premières galaxies.

Compte tenu de l'époque de sa formation, cette galaxie GN-z11 paraît très massive, bien qu'en fait elle soit 25 fois plus petite que la nôtre. Comme les galaxies les plus lointaines sont celles qui s'éloignent le plus vite de nous, GN-z11 se trouve maintenant à 32 milliards d'années-lumière de la Terre.

L'étoile la plus loin de nous

Mais le télescope Hubble a permis de battre un nouveau record. Il vient en effet de détecter l'étoile la plus lointaine du cosmos. Cet astre, nommé "Earendel, a en effet 12,9 milliards d'années.

Là encore, les astronomes ont réussi à le voir tel qu'il était à cette époque si lointaine. Il s'agit d'une étoile très massive, environ 50 fois plus volumineuse que le Soleil.

D'après les astronomes, elle a dû exploser assez vite, pour se transformer en supernova, puis en étoile à neutrons. En effet, ce type d'étoile très massive ne dure pas très longtemps.

Comme pour la galaxie GN-z11, ce qui est le plus intéressant, avec la découverte d'Earendel, c'est sa relative proximité avec les débuts de l'Univers. En effet, elle aurait été formée à partir de l'oxygène et de l'hélium de l'Univers primordial. De ce fait, la genèse de ces premières étoiles ne peut qu'être riche d'enseignements pour les scientifiques.

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Les serpents n'ont pas toujours adopté la reptation comme mode de locomotion. Leurs ancêtres possédaient des pattes, qu'on retrouve d'ailleurs, à l'état embryonnaire, sur certains spécimens actuels. Mais de quelle manière les ont-ils perdues ?

Les serpents n'ont pas toujours rampé

Il n'est n'est pas tout à fait exact de dire que les serpents sont dépourvus de pattes. En effet, certaines espèces de pythons possèdent, sous le ventre, de petites griffes, qui sont considérées par les zoologues comme les vestiges de pattes plus développées.

Mais, pour l'essentiel, les serpents se déplacent en rampant. Cependant, ce ne fut pas toujours le cas. Voilà environ 100 millions d'années, en effet, ces reptiles pouvaient sans doute marcher, grâce à des pattes postérieures et antérieures.

À partir de cette date, les serpents les ont peu à peu perdues. Le processus a dû se dérouler à partir de la mutation d'un gène essentiel au développement de ces pattes.

Une lente évolution

L'histoire de ces serpents est mieux connue grâce à la découverte récente de fossiles bien conservés appartenant à des serpents préhistoriques du nom de "Najash". Les scientifiques ont en effet mis au jour les restes d'un de ces serpents, possédant des pattes postérieures.

Ce sont des membres de petite taille, mais très bien conformés. D'après les spécialistes, ces serpents ont dû les conserver durant environ 70 millions d'années. Mais pourquoi et comment les ont-ils perdues ?

En effet, les ancêtres de ces reptiles primitifs, et des serpents actuels, sont sans doute des lézards possédant quatre pattes. À un moment de l'histoire évolutive de ces animaux, ces membres ont dû disparaître pour leur permettre de s'adapter au milieu où ils vivaient.

Jusqu'à une date récente, la découverte de fossiles plus anciens conduisait les zoologues à penser que cette évolution avait eu lieu dans un milieu marin. Autrement dit, les pattes auraient plutôt servi de nageoires.

Mais les fossiles de "Najash" ont été découverts dans des dépôts de nature terrestre et les pattes de ces serpents leur servaient sans doute à creuser des terriers. Il est donc probable que l'évolution ait eu lieu sur la terre ferme.

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De nombreux astéroïdes entrent dans l'atmosphère de la Terre. L'un d'entre eux, nomme Apophis, devrait passer très près de notre planète en 2029. mais sans dommages notables pour elle.

Un astéroïde qui va frôler la Terre

Le satellite Apophis a été repéré dès 2004. Il s'agit d'un corps céleste très volumineux. En effet, il mesure environ 350 mètres et pèse quelque 27 millions de tonnes. Autant dire que si cet imposant rocher venait à percuter la Terre, les dégâts seraient considérables.

Mais, pour l'heure, tout danger semble écarté. Après avoir estimé à 3 % les probabilités de collision, les scientifiques ont révisé leurs calculs. Compte tenu de son orbite, définie désormais avec précision, Apophis ne pourra pas s'écraser sur notre planète.

Le 13 avril 2029, il la frôlera cependant d'assez près, puisqu'il devrait passer à environ 30.000 km de la Terre, soit le dixième de la distance entre la Lune et notre planète. C'est pourquoi il sera sans doute possible d'observer le phénomène à l'œil nu.

Des conséquences pour Apophis

Mais le passage du satellite, si près de notre planète, ne sera pas sans conséquences. Et d'abord pour lui-même. En effet, le jeu entre la force gravitationnelle de la Terre et celle de l'astéroïde peut provoquer des dégâts à la surface de celui-ci.

La pression exercée peut entraîner des glissements de terrain sur l'astéroïde et modifier sa forme. Si cette force est trop puissante, elle pourrait même le briser.

Mais elle peut également influer sur les roches et autres corps orbitant autour de ce corps céleste. En tenant compte de la force gravitationnelle, mais également de l'influence du rayonnement solaire et de la densité de ces corps en orbite, les scientifiques ont calculé que 90 % des roches détachées à la surface de l'astéroïde seraient arrachées à l'approche de notre planète.

Quant à l'impact sur la Terre, il devrait être assez faible. En effet, le passage de l'astéroïde ne modifiera pas de manière substantielle le mouvement des marées. En revanche, il n'est pas exclu qu'Apophis puisse entrer en collision avec des satellites de communication tournant autour de la Terre.

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Sous l'impulsion des mouvements du manteau de la Terre, des morceaux de l'écorce terrestre se déplacent selon certaines directions. C'est ce que l'on appelle la tectonique des plaques. Les mécanismes de ce mouvement, ainsi que ses causes, ne furent découverts que peu à peu.

La dérive des continents

En 1912, le météorologue allemand Alfred Wegener propose une théorie connue depuis sous le nom de "dérive des continents". Il affirme en effet qu'à l'origine, les continents qui composent la Terre étaient réunis en une seule partie, la Pangée.

Voilà environ 200 millions d'années, cet immense continent se serait scindé en deux morceaux, qui se seraient éloignés l'un de l'autre. Ce mouvement de division, suivi de nouveaux déplacements, se serait poursuivi, pour donner naissance à la configuration continentale actuelle.

Wegener fonde sa théorie sur certaines observations. Il remarque notamment qu'on trouve des roches, des plantes et des animaux fossiles semblables en Afrique et en Amérique du Sud.

Pour lui, c'est la preuve que ces deux ensembles étaient unis à une époque lointaine. Ils ont donc dû se déparer depuis.

Des mouvements de convection

Alfred Wegener avait émis une théorie convaincante pour expliquer la formation actuelle des continents. Mais, faute de connaissances suffisantes à l'époque, il ne pouvait en connaître la cause avec certitude.

Il faut attendre les années 1960 pour que l'exploration des fonds sous-marins permette de comprendre les mécanismes de cette tectonique des plaques. On s'aperçoit alors que la lithosphère, une partie de l'écorce terrestre, est divisée en plaques, dites tectoniques.

Il existe ainsi 15 plaques tectoniques majeures. D'une centaine de kilomètres d'épaisseur, elles glissent sur le magma qui monte du noyau terrestre.

Le déplacement de ces plaques est dû aux mouvements de convection qui se produisent à l'intérieur du manteau. Ainsi, le magna, léger et très chaud, monte vers la surface; il se refroidit alors, se durcit et replonge en profondeur.

C'est ce double mouvement qui provoque l'éloignement des plaques tectoniques, qui bougent de quelques centimètres chaque année, ainsi que leur frottement. C'est ce denier phénomène qui peut provoquer des tremblements de terre.

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On sait à quel point les portraits-robots réalisés à partir des indications des témoins d'un meurtre ou d'un cambriolage sont peu précis. Mais l'exploitation de l'ADN pourrait permettre d'en établir de plus convaincants.

Un fichier contenant des millions de profils génétiques

La police tire de l'ADN trouvé sur place des indications très précieuses sur l'auteur éventuel d'un crime ou d'un délit. Mais, jusqu'à une date récente, l'analyse de l'ADN n'était vraiment utile que si on pouvait en comparer les données avec celles fournies par d'autres profils génétiques.

Les enquêtent les retrouvent dans le Fichier national des empreintes génétiques (FNAEG). Depuis se création, en 1998, ce fichier a rassemblé quelque 3 millions de profils génétiques.

Cet outil a permis aux enquêtes de progresser souvent de façon plus rapide. À condition cependant que le profil génétique de l'éventuel suspect soit contenu dans le fichier.

Un ADN riche d'informations

Mais l'ADN peut être utilisé de façon encore plus efficace. Dans certains pays, comme les États-Unis, les enquêteurs peuvent en effet s'en servir depuis longtemps pour établir un portrait-robot plus précis que celui mis au point sur la foi des témoins.

En effet, il ne se fonde pas sur des indications incertaines, mais sur les données précises de la génétique. L'ADN peut révéler, à partir d'une infime trace de sang ou de salive, un grand nombre d'informations sur l'individu qui l'a laissée.

Les enquêteurs apprennent ainsi quelle est la couleur de ses yeux et de ses cheveux. Il sera également possible de trouver la couleur de sa peau. Mais on peut encore faire "parler" les gènes de façon encore plus précise.

En effet, les scientifiques peuvent y lire la prédisposition d'une personne à avoir des taches de rousseur ou à devenir chauve. Même l'âge se décèle à la lecture de cet ADN "codant", celui qui permet d'obtenir de tels renseignements.

Depuis l'arrêt de la Cour de cassation du 25 juin 2015, la police a le droit, dans notre pays, d'exploiter l'ADN retrouvé sur une scène de crime pour tenter d'établir le portrait-robot génétique d'un éventuel suspect.

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Le sens conçu pour percevoir les sons, c'est bien sûr celui de l'ouïe. C'est du moins ce qui vient tout de suite à l'esprit. Et pourtant, le son peut aussi se voir. C'est tout l'intérêt de ce qu'om appelle les figures de Chladni.

La découverte progressive du phénomène

Dès 1638, Galilée s'était aperçu que des motifs apparaissaient sur une plaque qu'on faisait vibrer. Une quarantaine d'années plus tard, le phénomène est étudié de plus près par le scientifique anglais Robert Hooke.

Mais c'est le physicien allemand Ernst Chladni qui le décrit avec le plus de précision, dans un livre paru en 1787. D'où le nom de "figures de Chladni" donné aux motifs apparaissant sur la plaque vibrante.

Napoléon, devant lequel Chladni fit une démonstration, se montra intéressé par l'expérience. Il décida alors d'organiser un concours destiné à trouver une explication mathématique au phénomène.

C'est la mathématicienne française Sophie Germain qui, en 1816, trouva finalement la solution du problème.

Comment faire apparaître les figures ?

Pour ses expériences, Chladni utilisait des plaque en métal, mais on peut se servir d'autres matériaux. Une fois la plaque solidement fixée sur un support, on dépose du sable à sa surface.

La deuxième étape consiste à faire vibrer la plaque. Pour ce faire, Chladni utilisait l'archet d'un violon, qu'il frottait contre la plaque. La vibration provoquée par l'archet entraîne le déplacement du sable.

Ce mouvement a ses lois. En effet, le sable se déplace depuis les zones de forte vibration vers celles où cette vibration est plus faible, ou même nulle. C'est en se déplaçant ainsi que le sable forme des figures particulières.

Chladni avait également remarqué que la configuration de ces motifs dépendait de l'intensité de la vibration. Par ailleurs, en posant un doigt sur la plaque, à certains endroits, il est possible de modifier la forme qu'affectent les motifs.

La forme de ces figures est également conditionnée par la nature de la plaque et par la manière dont on la fait vibrer. Malgré une grande diversité théorique, le nombre de motifs apparaissant sur une plaque est assez limité.

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