Choses à Savoir SCIENCES

Lors des jeux olympiques d'hiver qui viennent de se tenir à Pékin, toutes les épreuves de ski, notamment, se sont déroulées sur des pistes recouvertes de neige artificielle. Sa fabrication soulève des critiques parfois virulentes, car elle n'est guère respectueuse de l'environnement.

Des gouttelettes d'eau qui gèlent

Pour fabriquer de la neige artificielle, il faut pulvériser des gouttelettes d'eau dans un air assez froid pour qu'elles gèlent avant de retomber au sol.

En même temps, des "canons à neige", équipés de puissants ventilateurs, propulsent un air comprimé qui, lorsque la pression baisse, refroidit les gouttes d'eau et les fractionne.

Plus nombreuses et plus petites, les gouttelettes gèlent ainsi plus facilement. Elles se transforment ainsi en petits cristaux de neige, ce qui permet d'obtenir de la neige artificielle.

Un bilan écologique négatif

Du fait du réchauffement climatique, les hivers ont tendance à être moins rudes. Par conséquent, la neige tombe moins souvent sur les stations de ski. Il faut donc la remplacer, de plus en plus souvent, par de la neige artificielle.

Ce n'est pas un hasard si, aujourd'hui, plus du tiers des stations sont équipées pour produire cette neige artificielle. Leurs responsables y trouvent sans doute leur compte, mais pas l'environnement.

En effet, le bilan écologique de cet enneigement artificiel n'est pas satisfaisant. En premier lieu, les canons et l'ensemble des appareils utilisés pour produire cette neige consomment beaucoup d'énergie.

Les 10.000 canons à neige équipant les stations françaises engloutiraient ainsi quelque 108 millions de kwh, ce qui représenterait la consommation annuelle de près de 75.000 ménages.

Le gaspillage d'eau n'est pas moindre. On estime les besoins en eau des canons à neige à environ 25 millions de m3 par saison, soit à peu près la consommation d'eau de 166.000 ménages.

Et les choses sont encore pires dans des pays comme la Chine où, pour fabriquer la neige artificielle nécessaire aux derniers jeux olympiques, il a fallu puiser dans des réserves hydrauliques déjà insuffisantes dans certaines régions.

À ce bilan déjà sombre, il faut encore ajouter les additifs mélangés à l'eau et l'accélération de l'érosion causée par la présence de tonnes de neige artificielle.

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Depuis quelques années déjà, des études semblent montrer que l'altruisme rendrait plus heureux. Il reste à savoir pourquoi le fait de donner aux autres représenterait un gage de bonheur.

Mesurer le lien entre altruisme et bonheur

Des travaux récents ont essayé de mesurer le lien éventuel entre la générosité et le bonheur. C'est dans ce but qu'en 2017 une équipe internationale de chercheurs a réuni un groupe de 50 volontaires.

Ils ont d'abor été invités à répondre à des questions dont le but était d'apprécier leur niveau de bonheur. Ils ont ensuite appris qu'on allait leur donner, chaque semaine et durant un mois, une certaine somme d'argent.

La moitié des participants devaient utiliser cet argent pour eux-mêmes, tandis que les autres devaient le dépenser en vue de faire plaisir à leur entourage. Les volontaires ont dû, par la suite, remplir un autre questionnaire, afin d'évaluer leur tendance à l'altruisme.

Durant tout ce temps, leur cerveau était scruté au moyen de l'imagerie médicale. Résultat : les personnes ayant prévu de faire plaisir aux autres, ou qui montrent une propension à la générosité, seraient les plus heureuses.

Un fonctionnement cérébral spécifique

Les auteurs de cette étude internationale se sont aperçus que le cerveau des personnes portées à la générosité ne fonctionnait pas de la même manière que celui des participants moins altruistes.

Cette propension à l'altruisme activerait certaines zones du cerveau, notamment impliquées dans l'empathie et dans ce qu'on appelle le circuit de la récompense. Le lien entre la générosité et le bonheur serait donc, pour l'essentiel, de nature physiologique.

On lui prête cependant d'autres causes. Ainsi, certains auteurs supposent que la personne généreuse attendrait un surcroît de prestige et de reconnaissance de ses actions altruistes.

D'autres chercheurs pensent qu'on n'est généreux envers autrui que parce qu'on en attend quelque chose en retour. Cette attention aux autres serait aussi une manière de renforcer l'entraide et la coopération du groupe, facteurs de cohésion pour une société.

Même si chacune de ces explications conserve peut-être une part de vérité, la véritable cause du lien entre altruisme et bonheur serait donc à chercher dans le fonctionnement du cerveau.

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Le 30 juin 1908, une énorme explosion se fait entendre dans une région de Sibérie centrale. 2000 km2 de forêt sont détruits. Cet "événement de la Toungouska", comme on l'a appelé, aurait été produit par un objet céleste.

Une région de Sibérie ravagée

En ce 30 juin 1908, une violente déflagration secoue une région quasi désertique de la Sibérie centrale. Des millions d'arbres sont détruits, sur un rayon de 20 kilomètres. L'intensité de l'explosion est telle qu'elle serait 1.000 fois plus puissante que la bombe d'Hiroshima.

L'onde de choc est si intense qu'elle provoque des dommages dans un rayon de 100 kilomètres. Et la déflagration est si forte qu'on peut l'entendre à près de 1.500 kilomètres du lieu où elle s'est produite.

Mais quelle peut être l'origine d'une telle catastrophe qui, heureusement, a fait très peu de victimes ? De nombreuses hypothèses ont été proposées. Selon la plus probable, cependant, cette catastrophe serait due à un astéroïde ou à une comète.

Une catastrophe due sans doute à un objet céleste

La possible présence d'un objet cosmique dans la région concernée serait confirmée par de rares témoins, qui prétendent avoir aperçu, avant l'explosion, une boule de feu dans le ciel.

Depuis 1927, plusieurs expéditions se sont rendues sur place. Elles ne trouvent pas trace d'un cratère principal, ni de débris pouvant provenir d'un astéroïde.

Sur la base de ces observations, les scientifiques pensent que l'astéroïde, ou la comète, ne se seraient pas écrasés au sol. L'objet cosmique se serait plutôt désagrégé dans l'atmosphère, à une altitude comprise entre 5 et 15 kilomètres.

Les scientifiques ne s'accordent pas sur le diamètre de cet objet céleste, qui serait compris entre 50 et 200 mètres. Quant à sa masse, on l'a estimée à environ 60.000 tonnes.

Pour certains scientifiques, cependant, l'astéroïde aurait seulement frôlé la Terre, à une vitesse supérieure à 10 km/seconde, avant de repartir en direction du Soleil.

Les spécialistes s'accordent à penser que cet objet céleste devait être composé d'un noyau de glace, qui se serait évaporé dans l'atmosphère, de roches et de fer.

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La durée de vie d'une étoile peut nous renseigner sur sa composition et sur l'existence éventuelle de la vie dans le cosmos. mais, en dehors du Soleil, il est assez difficile de déterminer l'âge d'une étoile.

L'importance de la masse

En évaluant, grâce à la radioactivité, l'âge de certaines météorites, on a pu mesurer celui du système solaire, et donc du Soleil. Ce dernier aurait à peu près 4,55 milliards d'années.

Mais on ne dispose pas de telles météorites pour calculer l'âge des autres étoiles. Les scientifiques ont donc recours à d'autres méthodes. Ainsi, ils peuvent déduire l'âge de l'étoile de sa masse.

En effet, celle-ci explique en partie son espérance de vie. Ainsi, plus l'étoile est massive, moins elle vit longtemps. Autrement dit, cette étoile transformera plus vite l'hydrogène en hélium, dépensant ainsi plus rapidement l'énergie qui la fait vivre.

La couleur et l'âge sont également liés

Les astronomes utilisent d'autres éléments pour apprécier l'âge d'une étoile. Ils repèrent ainsi sa couleur. La couleur, qui provient du type de réaction nucléaire se produisant au sein de l'étoile, varie en effet avec l'âge de l'astre.

C'est ainsi que les étoiles les plus jeunes sont généralement jaunes. Puis, avec le temps, elles virent au rouge, avant de devenir blanches, pour certaines d'entre elles, à la fin de leur cycle de vie.

Mais, comme elle est également liée à la masse de l'étoile, la couleur n'est pas toujours un bon indicateur de son âge.

Les amas d'étoiles

Cependant, la meilleure méthode, pour connaître l'âge des astres, est l'étude des amas d'étoiles. Issues d'une même nébuleuse, elles sont nées en même temps.

Or, pour avoir une idée de la longévité de ces étoiles, il suffit de repérer celles qui meurent le plus tard. Ce sont celles qui, en principe, ont la masse la plus faible, une certaine couleur, souvent blanche, et une grande luminosité.

En partant de ces astres mourants, on peut déterminer plus facilement l'âge des autres étoiles composant l'amas. Quelle que soit la méthode choisie, il reste difficile de fixer cet âge stellaire avec précision.

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En été, un repas entre amis peut être rapidement perturbé par les moustiques, dont les piqûres sont désagréables et parfois dangereuses. Plusieurs expériences ont montré que ces insectes étaient également attirés par certaines couleurs.

Des moustique sensibles aux couleurs...

Les moustiques femelles, qui sont les seuls à se repaître du sang de leurs victimes, ne les piquent pas au hasard. Plusieurs éléments les guident vers elles, à commencer par le CO2 qu'exhale leur respiration.

La chaleur et la transpiration jouent aussi un rôle. Mais les scientifiques se sont aperçus que quelque chose d'autre encore attirait les moustiques. En effet, ils ont constaté qu'ils étaient sensibles aux couleurs.

Ils l'ont découvert au cours de leurs expériences. Elles se sont déroulées dans des pièces spécifiques, où des pastilles de couleurs différentes avaient été placées. Dans un premier temps, les insectes étaient attirés par un jet de CO2.

Ils se sont ensuite dirigés vers les pastilles rouges, orange et noires, alors qu'ils ne semblaient pas intéressés par les cibles de couleur blanche, verte ou violette.

...Mais pas n'importe lesquelles

Si les moustiques sont plutôt attirés par des couleurs aux dominantes rouge et orange, c'est parce qu'elles sont associées à la peau humaine. Ces couleurs à grande longueur d'onde sont en effet une sorte de signature de notre épiderme.

Et si une personne porte des vêtements rouges, c'est une raison de plus, pour les moustiques, de se diriger vers elle. Par contre, si sa main est recouverte d'un gant vert, par exemple, les moustiques ne s'en approcheront pas.

Il semble que cette prédilection pour le CO2 et certaines couleurs soit d'origine génétique. Une preuve supplémentaire en est apportée par le comportement de moustiques dont le gène responsable de ces perceptions a été modifié.

Les scientifiques ont alors remarqué que ces insectes restent indifférents aux émanation de CO2 comme à l'expression des couleurs qui provoquent l'intérêt immédiat de leurs congénères non génétiquement modifiés.

Cette meilleure connaissance des mœurs du moustique devrait permettre de mettre au point des produits plus efficaces, susceptibles de les tenir éloignés de leurs potentielles victimes.

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Les "limites planétaires" sont un nouveau concept forgé, en 2009, par une équipe internationale de chercheurs. Il désigne, dans différents domaines, les seuils que l'humanité ne doit pas franchir pour continuer à vivre sur Terre dans des conditions optimales. Certaines de ces limites ont d'ores et déjà été dépassées.

De précieux indicateurs sur le développement de la planète

Cette notion de "limites planétaires" a été définie, en 2009, par un ensemble de scientifiques de diverses nationalités. Puis le concept a été actualisé en 2015.

Le concept est considéré comme un outil d'analyse crédible des risques environnementaux qui peuvent, à terme, menacer l'avenir de la planète. C'est pourquoi il est pris en compte aussi bien par les Nations-Unies que par l'Union européenne ou la France.

Les chercheurs ont retenu neuf limites planétaires. Parmi elles, on peut noter le changement climatique, l'érosion de la biodiversité, la charge en aérosols atmosphériques, la consommation d'eau douce ou encore le changement dans l'utilisation des sols.

De nombreuses limites déjà franchies

Les chercheurs à l'origine du concept de "limites planétaires" tirent déjà la sonnette d'alarme. D'après eux, en effet, la majorité de ces limites aurait déjà été dépassée.

Ainsi, la concentration de CO2 dans l'atmosphère, en partie responsable du réchauffement climatique, serait supérieure au seuil maximal fixé par les scientifiques. Il y aurait également trop de phosphore dans l'eau douce et les océans.

Par ailleurs, la couche d'ozone, qui protège des rayons solaires dangereux, diminuerait d'une manière trop forte et trop rapide dans certaines régions du globe. Toutefois, cette limite n'aurait pas été franchie au niveau de la planète.

De même, les changements d'affectation des sols, dus notamment à la déforestation, seraient trop importants, ce qui entraînerait, entre autres conséquences, une plus grande émission de gaz à effet de serre.

En revanche, d'autres seuils n'auraient pas encore été franchis. C'est le cas de l'acidification des océans, due en partie à l'homme, ou de la consommation d'eau douce, qui, à ce stade, ne dépasserait pas les ressources potentielles.

Cet impact de plus en plus important de l'activité humaine sur l'environnement nous aurait fait passer à l'ère de l'Anthropocène, marquée par la prédominance de l'empreinte de l'homme sur le milieu naturel.

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Grâce à des radiotélescopes de plus en plus performants, il est possible d'observer la Voie lactée avec une précision accrue. Certaines de ses composantes, comme des centaines de filaments magnétiques, sont encore mal expliquées.

Une image très claire de la Voie lactée

La Voie lactée se trouve à environ 25.000 années-lumière. Elle est donc difficile à observer. D'autant que des poussières cosmiques en voilent souvent la vision.

Malgré ces obstacles, les images obtenues par des astronomes sud-africains sont d'une précision surprenante. Il faut dire qu'ils ont utilisé un radiotélescope considéré aujourd'hui comme le plus performant de tous les appareils disponibles.

L'une de ces images est le résultat de 20 séances d'observation, étalées sur 200 heures. Cette imagé, à la résolution exceptionnelle, couvre une vaste zone. Les scientifiques ont donc pu y observer des phénomènes fascinants, dont l'un a particulièrement retenu leur attention.

De mystérieux filaments

Il s'agit de filaments longilignes, dont la trace dorée s'étire dans l'espace. On en compte environ un millier. Ils sont disposés en grappes ou installés côte à côte, par paires. Par ailleurs, ils semblent placés à égale distance les uns des autres.

Certains s'allongent sur environ 150 années-lumière. À vrai dire, ces étranges filaments ne sont pas une révélation. En effet, ils ont été découverts voilà déjà 35 ans.

Mais l'image très nette obtenue par la radiotélescope sud-africain permettra peut-être d'en apprendre davantage à leur sujet. En effet, on ne sait pas grand chose sur ces filaments.

Ils possèdent d'intenses champs magnétiques, qu'il est d'ailleurs possible de voir sur l'image. Il semble que des particules cosmiques entrent en collision avec le champ magnétique de ces filaments, provoquant des émissions radio.

C'est du moins ce que pensent les scientifiques. Pour le reste, les connaissances sont minces. En effet, les astronomes ne savent pas comment se sont formés ces filaments. Pourraient-ils être en relation avec l'immense trou noir installé au centre de notre galaxie ?

Seraient-ils les résidus d'une supernova, cette étoile massive qui finit par s'effondrer ? Les données fournies par le télescope permettront peut-être de répondre à ces questions.

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On sait que le cerveau dépense une partie notable de l'énergie produite par le corps. Jusque là, ce phénomène demeurait assez mal expliqué. Une nouvelle recherche permet de mieux en comprendre les raisons.

Une dépense énergétique mal comprise

Le cerveau ne représente que 2 % du poids du corps humain, mais il engloutit environ 20 % de son énergie. En effet, il en dépense environ 20 %, sous forme de glucose. Et les scientifiques ont constaté que cette consommation d'énergie restait toujours aussi importante, que le cerveau soit actif ou au repos.

Même l'activité cérébrale d'une personne dans le coma réclame sa part d'énergie. Pour fonctionner, le cerveau a donc besoin d'une grande quantité de glucose.

Jusque ici, cette dépense énergétique du cerveau était mal comprise des scientifiques. Mais une nouvelle étude américaine vient enfin de proposer une explication à ce mystérieux phénomène.

Une activité neuronale énergivore

Les chercheurs ont en effet identifié la cause de cette intense consommation d'énergie du cerveau. Elle trouverait son origine dans le processus permettant aux neurones de communiquer entre eux.

Cette communication s'opère au niveau des synapses, qui sont des zones d'échanges d'informations entre deux neurones. Les neurones transmettent ces informations en libérant des neurotransmetteurs.

Les messages sont concentrés dans des vésicules, puis voyagent d'un neurone à l'autre. Toutes ces opérations exigent une grande consommation d'énergie. Et les vésicules contenant les informations auraient besoin de cette énergie en permanence, même quand le cerveau est au repos.

On comprend mieux l'ampleur de cette dépense énergétique quand on se rappelle que chaque synapse contient des centaines de ces vésicules, qui sont encore plus nombreuses à la surface des neurones. Quant à ces derniers, on en trouve plusieurs dizaines de milliards dans le cerveau.

Dès lors, on mesure mieux les énormes besoins énergétiques d'une machinerie aussi complexe, qui ne cesse jamais de fonctionner.

Les scientifiques rappellent cependant que leur recherche n'a porté que sur une seule région du cerveau. D'autres travaux seront donc nécessaires pour vérifier que le processus à l'œuvre est le même dans le reste de l'encéphale.

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Lancée et mise en orbite en 1998, la station spatiale internationale devrait être démantelée en 2031. Une zone bien précise du globe a été choisie pour en accueillir les débris.

Une existence prolongée

Il avait d'abord été décidé que la station spatiale internationale, ou ISS en anglais, ne serait plus opérationnelle dès 2015. Mais la Nasa vient d'annoncer une nouvelle prolongation de son existence jusqu'en 2031.

Mais toutes les composantes de la station ne devraient pas pour autant s'écraser sur Terre ou, plus exactement, tomber dans l'océan. En effet, certains modules devraient être réemployés dans d'autres projets, comme l'éventuelle construction d'une station spatiale américaine.

Les autres parties de l'ISS seront alors sorties de son orbite actuelle et dirigées sur Terre. Il est à noter que seulement quelques débris y parviendront, le reste se désintégrant dans l'atmosphère.

Une zone perdue dans le Pacifique Sud

Le lieu vers lequel seront dirigés les débris de l'ISS n'a pas été choisi au hasard. En effet, cette zone de l'océan Pacifique Sud, nommée le point Nemo, a été retenue parce que c'est le point le plus éloigné de toute terre qu'on ait pu trouver. Il s'agit donc d'un secteur totalement inhabité et dont les fonds marins ne seraient pas très riches.

Et c'est pour cette raison que bien d'autres restes de satellites ou d'autres engins spatiaux se sont abîmes dans cette région. On compte en effet, dans ce véritable cimetière marin, plus de 260 débris spatiaux de toutes origines, échoués là depuis le début des années 1970. On y trouve notamment les débris de la station Mir, qui, en 2001, se sont engloutis ici.

Un périmètre d'amerrissage très vaste a été délimité, les débris ayant en effet tendance à s'éparpiller avant de toucher l'eau. Les restes de la station spatiale internationale devraient donc tomber sur Terre sans blesser personne.

Les autorités des pays les plus voisins de la zone d'amerrissage, comme l'Australie et la Nouvelle-Zélande, surveillent tout de même ce périmètre avec beaucoup d'attention. C'est ainsi que tous les bateaux amenés à croiser dans ces parages seront invités à éviter cette zone durant une certaine période.

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