Choses à Savoir SCIENCES

Composée au début du XVIe siècle, "La Joconde" continue de fasciner les visiteurs du Louvre. Mais elle n'a pas fini de révéler tous ses secrets. En effet, une équipe de chercheurs a réussi à isoler, dans la couche de base du célèbre tableau, un produit dont les scientifiques croyaient l'utilisation bien plus tardive.

On sait que Léonard de Vinci était un génie universel. En effet, ce n'était pas seulement un artiste, mais aussi un scientifique accompli. Et cette récente découverte prouve qu'il s'intéressait aussi à la chimie.

En effet, l'analyse d'une infime parcelle du tableau révèle que Léonard de Vinci utilisait, pour peindre ses toiles, un composé minéral très rare, la plombonacrite, ou plumbonacrite.

Ce sous-produit de l'oxyde de plomb a reçu ce nom en raison de son aspect nacré et du plomb qu'il contient.

Une peinture en trois dimensions

La plombonacrite permet en quelque sorte d'épaissir les couches de peinture dont se sert l'artiste pour composer sa toile. Son utilisation confère donc un certain volume aux personnages ou aux paysages représentés sur le tableau.

Les spécialistes parlent à cet égard de la technique de l'"impasto", qui fait presque songer à une composition en trois dimensions. Elle rend aussi la peinture plus expressive, en faisant plus de place aux jeux de lumière.

On comprend ainsi pourquoi Léonard de Vinci incorpora ce produit à sa peinture. Les chercheurs ont d'ailleurs retrouvé de la plombonacrite dans un fragment tiré d'une autre composition célèbre du peintre, "La Cène".

L'utilisation de ce procédé montre, une fois de plus, que le peintre avait recours, pour perfectionner sa technique picturale, aux méthodes les plus diverses.

Ce qui a étonné les chercheurs, ce n'est d'ailleurs pas tant la présence même de ce produit dans les œuvres de Léonard de Vinci que son emploi précoce. En effet, on a retrouvé de la plombonacrite dans certains tableaux de Rembrandt, peints au début ou au milieu du XVIIe siècle.

Une fois de plus, Léonard de Vinci, qui a ouvert la voie à tant de techniques modernes, se révèle un pionnier.

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À première vue, on pourrait penser que le fœtus, plongé dans le liquide amniotique, risque de se noyer. Pour rappel, ce liquide biologique, clair et stérile, est composé à 96 % d'eau.

En fait, pendant une grande partie de la grossesse, le bébé ne peut pas se noyer dans le ventre de sa mère pour la bonne raison qu'il ne respire pas vraiment. En effet, ses poumons ne sont pas encore formés.

Ils commencent à se développer dès le début, mais il faut attendre le troisième trimestre de grossesse pour en voir l'achèvement. Même complètement formés, ils ne permettent pas au fœtus de respirer comme nous le faisons. La première respiration n'interviendra qu'au moment de la naissance.

Comme un poisson dans l'eau

Si l'embryon ne respire pas vraiment, il a cependant besoin d'oxygène. Il lui est d'abord apporté par le placenta, qui contient du sang de la mère et du fœtus et qui assure, en même temps, l'évacuation du gaz carbonique produit par le bébé.

De son côté, le cordon ombilical, relié au placenta, transporte un sang riche en oxygène et, à partir de la 5e ou 6e semaine de grossesse, fournit directement cet oxygène au bébé.

Placenta et cordon ombilical assurent donc au fœtus une forme de "respiration" adaptée à sa condition et s'accommodant parfaitement de la présence du liquide amniotique. De ce fait, il ne peut donc pas s'y "noyer".

Il le peut d'ailleurs d'autant moins qu'il avale une quantité notable de liquide amniotique, qu'il régurgite d'ailleurs en partie et rejette quand son système urinaire est formé.

Par conséquent, si le bébé a du liquide amniotique dans ses poumons, il ne peut pas se noyer dans ce milieu aqueux qui est loin de lui être hostile. En effet, il maintient une température constante dans le ventre de la mère et isole le bébé des chocs et des bruits.

Ce liquide s'évacuera par la rupture des eaux, au moment de l'accouchement, et par les premiers cris du bébé. L'absence de cri, à cet instant, peut dénoter un grave problème de santé.

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La lecture d'un papyrus ancien n'est pas toujours une chose aisée, surtout quand il a été calciné par un incendie. C'est le cas des papyrus retrouvés dans les décombres de Pompéi et d'Herculanum, détruites par l'éruption du Vésuve, en 79 de notre ère.

Les archéologues ont retrouvé dans ces ruines, enfouis sous la cendre, pas moins de 1.800 papyrus. L'un d'eux, vieux de 2.000 ans, a été découvert dans les vestiges de la riche bibliothèque d'un patricien qui n'était autre que le beau-frère de Jules César.

Les scientifiques auraient bien aimé savoir ce que contenaient ces précieux manuscrits. Mais comment faire pour les déchiffrer ? En effet, si l'on s'était avisé de dérouler ces papyrus, ils seraient sûrement tombés en poussière.

La science à la rescousse

Il fallait donc trouver le moyen de lire ces manuscrits sans avoir à les déplier. C'est alors que les techniques les plus modernes de la science actuelle sont venues au secours des archéologues.

En effet, les papyrus ont été passés aux rayons X. Plus précisément, on a eu recours à la technique de la tomographie. Ce procédé d'imagerie, utilisé en médecine, permet d'obtenir la coupe d'un organe et d'en reconstruire le volume.

Appliqué à la lecture des papyrus, il permet d'obtenir des milliers d'images en 3D du contenu de ces manuscrits. Pour mieux les déchiffrer, des chercheurs ont alors décidé de faire appel à l'intelligence artificielle.

Dans le même temps, l'un d'entre eux a lancé une sorte de concours, destiné à mettre au point, dans les plus brefs délais, l'algorithme capable de lire les papyrus. C'est un jeune étudiant américain de 21 ans qui a relevé le défi.

En effet, l'algorithme élaboré par ses soins a été capable de déchiffrer des lettres grecques sur plusieurs lignes d'un manuscrit. Et il est même parvenu à lire un mot entier, qui signifie "pourpre" en grec.

Une étape décisive, qui permettra peut-être d'accéder au contenu de l'ensemble de ces manuscrits et, qui sait, de découvrir les œuvres encore inédites de philosophes et de savants de l'Antiquité gréco-romaine.

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Sur un terrain de football, la tâche d'un gardien de but n'est pas simple. Il doit en effet anticiper, en un temps record, les actions des joueurs et la position du ballon. Il doit donc prendre, dans un délai très court, de nombreuses décisions.

Il doit perdre d'autant moins de temps qu'il lui faut environ 500 millisecondes pour arrêter un tir, soit une demi-seconde. Pour ne pas être surpris, et être capable de protéger ses buts en un laps de temps aussi bref, le gardien doit donc anticiper sur ce qui va se passer.

S'il s'en montre capable, c'est peut-être en raison de capacités cognitives plus affinées. Et, de fait, une étude, menée avec 60 gardiens de but professionnels et d'autres joueurs, a montré que les premiers étaient en mesure d'évaluer plus rapidement les signaux, visuels et sonores, qu'ils recevaient.

Le gardien de but, cependant, a tendance à traiter séparément ces signaux plutôt que de les intégrer dans le cadre d'une information unique. Et cette analyse des stimuli, qui prépare leurs réactions, est non seulement plus rapide, mais aussi plus précise que celle menée par les autres joueurs.

Un fonctionnement cérébral particulier

Cette capacité à analyser plus vite les informations reçues témoigne sans doute d'un fonctionnement cérébral spécifique. Et, de fait, d'autres études ont montré qu'avant même qu'une quelconque action soit engagée, le gardien de but était capable de mobiliser son attention d'une manière particulière.

En effet, des mécanismes cérébraux spécifiques lui permettent de neutraliser tout ce qui pourrait le distraire, comme des bruits ou des pensées. Environ 70 millisecondes avant le tir, le gardien prépare déjà son corps à l'arrêter, alors même que les joueurs adverses sont encore loin de la cage des buts.

Il se base, pour cela, sur leur position, qui lui dicte, à la manière d'un réflexe, la posture adéquate. Puis, jusqu'à l'accomplissement de cette demi-seconde, qui verra le ballon se diriger vers lui, son cerveau met au point une stratégie de défense, qui mobilise les muscles et, pour finir, le geste d'arrêt lui-même.

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Si vous avez un chien, vous l'avez peut-être vu manger ses propres excréments. Cette habitude alimentaire répugnante, appelée "coprophagie", est pourtant assez fréquente dans la nature. Du moins chez certaines espèces.

En effet, les lapins, les souris, certains primates et herbivores dévorent leurs crottes, ou parfois celles des autres. Les chiens s'ajoutent donc à cette liste. Mais pas tous.

En effet, un sondage réalisé auprès de 1.500 propriétaires de chiens a révélé que seuls 16 % d'entre eux avaient vu leurs animaux manger leurs déjections au moins 6 fois. Et 23 % n'avaient été témoins qu'une seule fois de ce curieux festin.

Une seconde étude montre cependant que, parmi les personnes ayant vu leurs chiens avaler leurs excréments, 62 % estimaient que leurs animaux étaient devenus coprophages.

Un comportement très ancien

Chez certains animaux, comme les lapins, l'ingestion de certains types de selles facilite la digestion. Ce n'est pas le cas des chiens, qui n'ont pas besoin de cet aliment pour être en bonne santé.

Chez cet animal, une coprophagie régulière peut donc révéler certains problèmes. Il peut ainsi souffrir d'une irritation de l'estomac ou de certaines carences. Un tel comportement peut aussi résultat d'un apprentissage déficient de la propreté.

Mais, à vrai dire, les scientifiques ignorent les raisons profondes d'une telle attitude. Cependant, ils se sont aperçus que les chiens avaient tendance à consommer, de préférence, leurs crottes les plus récentes.

Ils en ont déduit que ce comportement pouvait être lié à l'histoire évolutive de l'espèce. Manger leurs selles aurait été un moyen, pour ces animaux, de débarrasser leur territoire des parasites qui pouvaient infester ces déjections.

Les ancêtres des chiens, les loups, mangeaient déjà leurs déjections pour éviter que ces parasites ne contaminent les petits. C'était donc une façon de faciliter la survie de l'espèce. Une habitude qui s'est transmise à leurs lointains descendants.

Quoi qu'il en soit, une autre étude montre qu'il est très difficile de combattre cette habitude. Seules 1 à 4 % des personnes interrogées avaient plus ou moins réussi à modifier le comportement de leurs chiens.

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L'éruption du volcan Taupo, en Nouvelle-Zélande, qui ravagea un secteur de plus de 20.000 km2, est l'une des plus puissantes jamais enregistrée. D'après les experts, elle se serait produite voilà environ 1.800 ans.

Les scientifiques ont fait une découverte permettant d'en apprendre davantage sur cet événement, qui aurait duré plusieurs jours, ou même plus longtemps encore. En prélevant des carottes de glace, dans l'Antarctique, ils ont trouvé des morceaux d'obsidienne.

Ils étaient enfouis à près de 280 mètres sous la surface du sol. L'obsidienne est en fait du verre volcanique, qui se forme lors d'une éruption. Projetés du volcan à une température très élevée, les fragments d'obsidienne se refroidissent très vite, ne laissant pas aux minéraux le temps de se cristalliser. Ils prennent alors l'apparence et la consistance du verre.

Des débris retrouvés dans les glaces de l'Antarctique

En examinant ces échantillons d'obsidienne, les chercheurs ont conclu que la quasi totalité d'entre eux provenaient de l'éruption du Taupo, qu'ils dataient de l'an 232 de notre ère. Une date confirmée par la datation au radiocarbone effectuée sur des arbres présents autour du volcan au moment de l'éruption.

En effet, on sait que, lors d'une éruption volcanique, les gaz, les cendres et les débris éjectés du volcan sont poussés par les vents et voyagent parfois sur des distances considérables.

C'est bien ce qui s'est produit avec l'éruption du Taupo. En effet, ces éclats de verre auraient parcouru 5.000 kilomètres avant de se ficher sur le sol gelé de l'Antarctique.

Un des débris de verre retrouvés sur place provenait d'une éruption beaucoup plus ancienne, et encore plus violente, qui se serait produite au même endroit, à l'emplacement de l'actuel lac Taupo. Cette éruption Oruanui, comme l'appellent les spécialistes, aurait eu lieu voilà environ 25.500 ans.

Comme tous les éclats de verre ont été retrouvés à la même profondeur, il faut croire que ceux provenant de l'éruption la plus ancienne ont d'abord été enfouis à proximité du volcan, puis déterrés et poussés par un vent violent vers l'Antarctique des milliers d'années plus tard.

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Quand un orage se déclare, des éclairs ne tardent pas à se produire. Ces décharges électriques, qui s'accompagnent de l'explosion sonore de la foudre et se manifestent par des flashs de lumière éblouissants, relient le nuage au sol.

L'intensité de ces éclairs dépend notamment du taux d'humidité régnant dans le nuage et du nombre de cristaux de glace qu'il contient. Leur puissance s'exprime en ampères. Elle peut aller de 10.000 à 50.000 ampères, l'intensité moyenne étant de 30.000 ampères.

Mais il existe des éclairs encore plus puissants, les "superbolts". En effet, leur intensité peut aller de 150.000 à 300.000 ampères, soit 10 fois la puissance d'un éclair moyen.

Et les superbolts contiendraient même 1.000 fois plus d'énergie que des éclairs classiques. On imagine donc à quel point ils sont dangereux. Ils provoquent en effet des dégâts impressionnants. Cette colossale énergie s'accompagne aussi d'une luminosité beaucoup plus forte que celle d'un impact de foudre traditionnel.

Le superbolt se présente sous la forme d'un trait lumineux très net. Ce n'est donc pas un éclair ramifié, dans lequel l'énergie a tendance à se disperser.

Pourquoi une si grande intensité ?

Se produisant surtout entre novembre et février, majoritairement dans l'hémisphère Nord, ces super éclairs, qui se forment surtout au-dessus des océans, sont très rares. On en trouverait en effet un sur 250.000 éclairs. Ils sont assez fréquents sur le littoral français.

L'hiver est donc plus propice à la formation des superbolts. En effet, l'air froid, moins humide, s'amasse plus lentement dans le nuage. Il finit par contenir une très grande quantité d'énergie, ce qui favorise, à la longue, le déclenchement d'une décharge électrique plus puissante.

Les scientifiques ont également constaté que la puissance d'un éclair était en partie liée à la distance qui le séparait du sol. Plus cette distance est courte, plus l'éclair sera puissant.

Les superbolts se déclenchent donc plus près du sol. Par ailleurs, des chercheurs ont remarqué que ce type d'éclair se produisait quand les nuages étaient chargés positivement. Dans un orage "ordinaire", si l'on peut dire, les nuages sont, au contraire, chargés négativement.

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Les milieux concernés tirent la sonnette d'alarme : l'espace serait devenu une gigantesque poubelle à ciel ouvert. En effet, plus de 35.000 objets de plus de 10 cm, dont 5.000 satellites inactifs, et environ 700.000 débris de plus d'un centimètre, y circuleraient.

Quant aux plus petits objets, de plus d'un millimètre, ils seraient environ 150 millions à tournoyer au-dessus de nos têtes. Or, ces débris, même les plus minuscules, peuvent causer de graves dégâts aux satellites.

Ils peuvent même remettre en cause la sécurité des astronautes occupant des engins spatiaux habités, comme la station spatiale internationale.

Une politique plus ferme

Il semblerait qu'une nouvelle étape vienne d'être franchie dans la lutte contre cette pollution spatiale. En effet, une amende a été infligée, pour la première fois, à un organisme ne respectant pas ses obligations en la matière.

C'est une entreprise américaine de télécommunications qui fait les frais de cette nouvelle politique de fermeté. Elle vient d'être condamnée, par la commission américaine des communications, à payer une amende de 150.000 dollars, soit environ 143.000 euros.

Elle est accusée d'avoir laissé l'épave d'un satellite, lancé en 2002, sur une orbite qui pourrait l'amener à heurter des engins spatiaux. Une telle action est jugée d'autant plus répréhensible que la société s'était engagée, en conformité d'ailleurs à la loi, à placer le satellite en question sur une orbite jugée moins dangereuse.

Elle est considérée par les spécialistes comme une sorte d'"orbite cimetière", placée au-dessus de l'orbite commerciale réservée à la circulation des engins spatiaux.

Mais cette entreprise y avait renoncé, estimant ne pas avoir des réserves de carburant suffisantes pour mener une telle opération.

Cette application plus stricte de la législation américaine en la matière pourrait inciter les entreprises concernées à se montrer plus vigilantes quant au destin de leurs satellites en fin de vie.

Ce durcissement des pratiques peut paraître nécessaire au moment où le nombre de lancements se multiplie. À elle seule, par exemple, la société Starlink, d'Elon Musk, gère 5.000 satellites. Reste à savoir si cette politique suffira à réduire l'encombrement du ciel.

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Quand un enseignant rend une copie ou un devoir à un élève, les corrections apparaissent en rouge sur la feuille. Elles sont ainsi plus visibles. Du moins est-ce l'usage général. Et il ne date pas d'hier !

On vient en effet de retrouver une tablette d'écriture égyptienne, datant d'un peu moins de 2.000 ans avant notre ère et portant des traces de correction en rouge.

Ces tablettes sont en bois ou en ivoire et sont recouvertes d'une substance appelée "gesso", destinée à rendre la surface propre à l'écriture. Sur cette petite planche, conservée dans un musée de New York, un apprenti scribe a écrit à l'aide d'un roseau dont, muni d'un couteau, il a effilé le bout.

Après en avoir mâché l'extrémité, on pouvait d'ailleurs tout aussi bien se servir de ce roseau comme d'un pinceau.

Les "devoirs" de l'apprenti scribe

On ne retrouve pas les hiéroglyphes traditionnels sur cette tablette. Cette écriture, d'un maniement difficile, n'était guère commode pour des scribes, qui devaient rédiger chaque jour des lettres et des documents administratifs.

Aussi les Égyptiens ont-ils mis au point, notamment pour les besoins quotidiens de l'administration, un système moins complexe, l'écriture hiératique. Cette écriture cursive a été inventée environ 3.000 ans avant notre ère.

C'est elle qu'on retrouve sur la tablette. Elle convenait parfaitement aux exercices quotidiens auxquels devaient s'astreindre les élèves. En effet, la surface de la planche, enduite de "gesso", comme on l'a vu, pouvait être grattée. On voit d'ailleurs sur cette tablette les traces d'un ancien texte.

Et le maître pouvait inscrire sur la tablette des inscriptions en rouge. L'"encre" utilisée était fabriquée à partir de certains pigments. Les inscriptions portées sur cette planche rectifient apparemment des fautes d'orthographe commises par l'élève.

L'exercice auquel il s'est soumis se présente sous la forme d'une lettre, écrite par l'apprenti scribe, dont on connaît même le nom, à son frère. En fait, la lettre ne devait pas être remise à son destinataire. Elle était conçue comme une sorte de "brouillon", destiné à entraîner l'élève.

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Des chercheurs américains ont étudié la taille du corps et des yeux de 500 espèces d'oiseaux vivant en permanence dans divers quartiers de la ville de San Antonio, au Texas, et dans sa périphérie.

Ils n'ont pas constaté de différences significatives, quant aux dimensions du corps, entre les oiseaux des villes et ceux des champs. En revanche, ils ont remarqué que les premiers avaient de plus petits yeux que leurs congénères.

Ils étaient, en moyenne, 5 % plus petits que ceux des oiseaux vivant en dehors de la ville. Par contre, l'étude de deux espèces d'oiseaux migrateurs, qui ne vivent pas toute l'année en ville, n'a pas permis de repérer une telle diminution de la taille des yeux.

Une adaptation à l'éclairage urbain

D'après les scientifiques, les humains seraient responsables du phénomène. En effet, la réduction de la taille des yeux de ces oiseaux serait une réponse évolutive à un éclairage urbain toujours plus envahissant. D'ailleurs ce changement morphologique ne serait constaté que chez les oiseaux fréquentant les quartiers les plus éclairés des villes.

Ces petits yeux empêcheraient les oiseaux d'être aveuglés par ces lumières trop vives. Sans cette adaptation, ils auraient le plus grand mal à trouver le sommeil et ne manqueraient pas de dépérir.

Cette modification graduelle de la taille de leurs yeux permettrait donc aux oiseaux de mieux s'accommoder de l'environnement urbain. Ce qui contribuerait à leur conservation, dans un contexte où beaucoup d'oiseaux disparaissent.

En effet, depuis 1970, près de 30 % des oiseaux présents aux États-Unis et au Canada ont été perdus. Ce qui représente environ trois milliards de volatiles.

Si, en revanche, les yeux des oiseaux migrateurs ne subissent pas de changement particulier, c'est que, dans les zones rurales où ils passent une petite partie de l'année, ils ne sont pas confrontés à un éclairage aussi intense.

Les oiseaux n'ont d'ailleurs pas seulement à subir les lumières, mais aussi les bruits de la ville. D'autres études révèlent en effet qu'ils peuvent avoir un impact non négligeable sur la nature et la fréquence de leur chant.

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