Choses à Savoir SCIENCES

Les scientifiques ont déjà identifié un certain nombre de facteurs propices à l'émergence de la vie sur Mars. En effet, des traces d'eau liquide ont été détectées. Par ailleurs, l'atmosphère de la planète rouge était composée, entre autres éléments, d'hydrogène et de dioxyde de carbone.

Deux gaz à fort effet de serre qui maintenaient à la surface de la planète des températures comprises entre -10 et 20 °C. Dans de telles conditions, des microbes auraient pu vivre sur Mars voilà environ 3,7 milliards d'années.

Mais ces conditions favorables se sont dégradées. En effet, Mars s'est nettement refroidie, affichant des températures de surface de l'ordre de -60°C. Dès lors, la vie n'y était plus possible, du moins en théorie.

Et si les micro-organismes présents sur Mars étaient en partie responsables du refroidissement de la planète rouge ? C'est à cette conclusion, pour le moins originale, que sont récemment parvenus des chercheurs français.

En effet, les microbes se seraient mis à consommer de l'hydrogène et à produire du méthane. Autrement dit, ils auraient remplacé un gaz à effet de serre par un autre. Par conséquent, le mal ne devrait pas être trop grand.

Sauf que le méthane a un effet moins réchauffant que l'hydrogène. Mars s'est donc peu à peu refroidie et l'eau libre s'est transformée en glace. Des organismes vivants seraient donc responsables de l'extinction de la vie sur Mars. Le vivant pourrait-il générer des mécanismes entraînant sa propre destruction ?

Ces microbes n'auraient d'ailleurs pas disparu tout de suite. Il est possible que, pour survivre, ils se soient enfouis profondément dans le sol, à la recherche d'un peu de chaleur.

Et il n'est même pas exclu que certains aient survécu. Ils auraient pu se réfugier dans des cratères ou au fond de vallées où le climat martien est plus clément. Les traces de méthane repérées dans l'atmosphère de la planète seraient-elles produites par des microbes plus résistants que d'autres ?

Pour l'heure, les scientifiques n'ont aucune certitude. En effet, ce gaz pourrait être d'origine géologique.

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Les moyens mis en œuvre pour explorer l'espace et mettre des satellites en orbite sont souvent très ingénieux. C'est le cas de cette fronde géante, mise au point par l'entreprise californienne SpinLaunch, fondée en 2014.

Le dispositif comprend une centrifugeuse géante. Une petite fusée est placée à l'intérieur. La centrifugeuse se met à tourner de plus en plus vite, jusqu'à atteindre la vitesse de 8.000 km/h.

Parvenue à ce stade, elle libère la fusée, qui grimpe, grâce à cette propulsion, jusqu'à une altitude d'environ 60 kilomètres. Là, un moteur se déclenche, pour permettre à la fusée d'atteindre une vitesse de quelque 28.000 km/h, nécessaire à la mise en orbite.

Les nombreux essais effectués jusqu'ici semblent concluants. Ils semblent avoir montré que le matériel de précision embarqué à bord de la fusée pouvait résister à la puissante accélération du moteur destiné à la mise en orbite.

Le mécanisme mis en œuvre a valu à ce dispositif original le surnom familier de fronde ou de catapulte géante.

Des lancements beaucoup moins coûteux

Le but essentiel de ce dispositif est de limiter, à l'avenir, le lancement de fusées traditionnelles. Car chacun de ces lancements coûte très cher. Alors que cette catapulte géante, mise au point par SpinLaunch, serait beaucoup plus économique.

On estime en effet qu'elle ferait économiser environ 70 % du carburant nécessaire au décollage d'une fusée traditionnelle. De ce fait, un lancement ne coûterait plus quelques dizaines de millions de dollars, mais moins de 500.000 dollars. Une économie très appréciable en ces temps d'inflation.

La société SpinLaunch venant de procéder à un nouvel essai concluant, mais cette fois pour le compte de la NASA, on peut penser que ce nouveau mode de propulsion pourrait, dans un avenir assez proche, remplacer les lancements classiques.

Et, de fait, le procédé n'intéresse pas seulement la NASA. La société Airbus est également sur les rangs, ainsi qu'une société de livraison par satellite. Si tout se passe comme prévu, les premiers lancements de fusées mises en orbite devraient avoir lieu à l'horizon 2025.

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À l'heure où des mouvements sociaux entraînent une relative pénurie d'essence et de gasoil, et où leur prix ne cesse d'augmenter, le carburant devient un produit de plus en plus précieux.

Et pourtant, son rendement n'est pas satisfaisant. En effet, tout le carburant ravitaillant la voiture ne servirait pas à la faire avancer, loin de là. Certaines études estiment même que les deux tiers en seraient perdus.

Pour comprendre l'origine de ce gaspillage, il faut revenir au fonctionnement du moteur thermique qui équipe les véhicules que nous utilisons. Brûlé avec de l'air dans une chambre de combustion, le carburant actionne un piston, qui, par l'intermédiaire d'une bielle et d'un vilebrequin, convertit le mouvement vertical en une rotation.

C'est ce qui permet, par le biais aussi de la boîte de vitesse, de faire avancer la voiture. Mais les spécialistes estiment que seulement le tiers du carburant sert vraiment à la transformation de l'énergie thermique liée à la combustion en une énergie mécanique propre à actionner le mouvement des roues.

L'impact du frottement

Mais alors, que devient le reste de l'essence ou du gasoil mis dans le moteur ? D'après les spécialistes, le frottement causerait la perte d'environ 30 % du carburant. Et une autre partie se dissiperait sous forme de chaleur.

Le frottement est une sorte de résistance qui se produit lorsque deux surfaces entrent en contact. C'est cette résistance qui permet à la chaussure d'adhérer au sol en quelque sorte.

Mais si le sol est trop glissant, il n'y a plus de frottement, et vous risquez de tomber ! Au niveau du moteur thermique, les principaux frottements se produisent autour du piston ou dans les mouvements qui associent la bielle, le vilebrequin et le bloc moteur.

À chaque fois, ces frottements se traduisent par une perte d'énergie, qui se dissipe sous forme de chaleur. Un tiers du carburant est donc utilisé pour limiter ces frottements.

L'amélioration de l'huile utilisée pour lubrifier le moteur, ainsi que la mise au point de nouveaux revêtements de protection, pourraient réduire l'impact de ces frottements.

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Un arc-en-ciel vient parfois embraser le ciel d'un jour pluvieux. Ses couleurs, qui vont du rouge au jaune, en passant par le vert et le bleu, font de ce phénomène naturel un spectacle magnifique.

Mais il existe un autre type d'arc-en-ciel, moins spectaculaire et aussi plus fugace. Il s'agit de l'arc-en-ciel blanc, moins courant que le phénomène coloré que nous avons souvent l'occasion de contempler.

Comme son nom l'indique, cet arc-en-ciel blanc, que les Anglais appellent parfois un "arc-en-ciel fantôme", ne présente pas la palette multicolore de l'arc-en-ciel classique. Même si, parfois, de minces bandes d'un rouge ou d'un bleu pâles peuvent se distinguer.

Pour bien voir cet arc-en-ciel blanc, il faut que le soleil, placé derrière l'observateur, soit à une certaine hauteur dans le ciel.

En règle générale, ce type de phénomènes se produit dans des pays septentrionaux, comme les pays scandinaves ou l'Irlande. Le brouillard ou la brume, où l'arc-en-ciel blanc va se former, y sont fréquents. On le distingue plus facilement sur le sommet d'une montagne ou à proximité de la mer.

Le lever du soleil est également un moment propice à la formation d'un arc-en-ciel blanc. Il est souvent plus long mais moins large que l'arc-en-ciel classique.

Un phénomène né du brouillard

Pour en comprendre l'origine, il faut rappeler dans quelles conditions il se forme. En fait, c'est le brouillard qui lui donne naissance le plus souvent, et non la pluie, comme dans le cas de l'arc-en-ciel classique.

Or les gouttes tissant une nappe de brume n'ont pas du tout les mêmes dimensions que celles qui forment la pluie. Elles sont de 10 à 1.000 fois plus petites. Du fait de ce diamètre très ténu, moins de 0,1 mm en moyenne, ces très fines gouttelettes ne peuvent pas décomposer la lumière, comme les gouttes de pluie, plus larges, le font pour l'arc-en-ciel traditionnel.

Pour le reste, un arc-en-ciel blanc se forme à peu près de la même manière qu'un arc-en-ciel classique, la lumière pénétrant dans les gouttes d'eau étant réfléchie de la même façon.

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La Terre est actuellement divisée en plusieurs continents, bien délimitée et séparés par des océans d'âges divers. Mais il n'en a pas toujours été ainsi. En effet, à intervalles réguliers, ces continents se rassemblent en une formation unique appelée supercontinent.

Ces mouvements sont dus au déplacement des plaques constituant la lithosphère terrestre. On appelle ce mécanisme la tectonique des plaques.

Le dernier supercontinent à s'être formé se nomme la Pangée. Il est apparu voilà environ 300 millions d'années. Or, une nouvelle étude, due à des chercheurs australiens et chinois, révèle qu'un nouveau supercontinent devrait se former tous les 600 millions d'années.

Nous serions donc au milieu du gué, si l'on peut dire. Un nouveau supercontinent devrait apparaître d'ici 300 millions d'années environ. Et les scientifiques lui ont déjà trouvé un nom : Amasia.

Le mécanisme de formation d'Amasia

Il existe en effet plusieurs modes de formation possibles pour le futur supercontinent. En effet, le mouvement des plaques pourrait se faire de telle manière qu'il entraînerait la fermeture des anciens océans, comme l'océan Pacifique. Dans ce cas, les spécialistes parlent d'extroversion.

En revanche, il y aurait introversion si les plaques provoquaient la fermeture d'océans plus récents, comme l'océan Atlantique. Enfin, dernière solution, c'est l'océan Arctique qui pourrait se voir fermé par l'action des plaques. Il s'agirait alors d'une orthoversion.

D'après les spécialistes, ce qui devrait influencer le mouvement des plaques, et donc le mode de formation du supercontinent Amasia, c'est l'épaisseur de la croûte océanique.

Si cette épaisseur est inférieure à 15 kilomètres, par exemple, le supercontinent devrait se former par extroversion. Et pour une épaisseur comprise entre 15 et 25 kilomètres, c'est le modèle de l'introversion qui est privilégié.

Pour les spécialistes, cette épaisseur de la croûte océanique serait liée à la capacité du manteau terrestre à extraire du magma des chaînes de montagne sous-marines, ce qui provoquerait son réchauffement.

Or, la Terre continuant à se refroidir, la croûte océanique aurait tendance à s'amincir. Par conséquent, le futur supercontinent se formerait plutôt grâce au mécanisme de l'extroversion, qui verra l'océan Pacifique se refermer.

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La Lune se serait formée, voilà environ 4,5 milliards d'années, à la suite d'une collision entre la Terre et une autre planète. Les scientifiques lui ont donné le nom de Theia. Les débris issus de ce terrible choc se seraient agglomérés pour former ce qui deviendra le satellite de la Terre.

La majorité des scientifiques pensait que sa formation avait pris des mois voire des années. Or, dans ce cas, la Lune devrait être surtout composée de roches venant de Theia.

Cependant, les différents échantillons de roches ramenées par certaines missions lunaires ne confirment pas cette hypothèse. En effet, la majorité des fragments prélevés sur notre satellite ne semblent pas venir de cette planète.

...Mais en quelques heures

Si la Lune n'est pas majoritairement formée de roches provenant de Theia, elle ne peut l'être qu'à partir des projections venues de la Terre, à l'issue de la gigantesque collision. C'est d'ailleurs ce que confirment de récentes analyses. Mais, dans ce cas, la Lune, d'après les scientifiques, devrait avoir une tout autre orbite.

Pour mieux comprendre ce qui s'est passé, des chercheurs de la NASA et des scientifiques britanniques ont donc fait de nouvelles recherches. Le résultat de leurs travaux vient d'être publié dans une revue scientifique réputée.

Pour cela, ils ont utilisé un programme informatique spécifique et un superordinateur, capable de reconstituer de manière beaucoup plus précise les suites de la collision entre la Terre et Theia.

Cette modélisation montre que la Lune n'aurait pas mis des années à se former, mais seulement quelques heures. Ce sont donc surtout des débris en provenance de la Terre qui l'auraient formée, les autres revenant fusionner avec notre planète. Cette nouvelle théorie cadrerait avec les données connues, notamment sur l'orbite et la composition de notre satellite.

Mais il reste à confirmer cette hypothèse par l'examen de roches extraites à des profondeurs diverses. Les chercheurs ont de la chance, car c'est précisément l'un des objectifs des futures missions Artemis. La première fusée, Artemis 1, devrait être lancée, si tout va bien, en novembre prochain.

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De nombreuses recherches se consacrent à l'étude du vieillissement. Ainsi, des scientifiques américains et chinois ont récemment mis au point ce qu'ils appellent une "horloge du vieillissement".

Pour cela, ils ont examiné les données de santé de près de 12.000 personnes. Ainsi, ils ont notamment pris en compte leur pression artérielle, leur capacité pulmonaire, l'état de leurs reins ou encore leur éventuelle addiction au tabac.

Certains antécédents médicaux, comme des AVC ou des maladies du foie, ont également été pris en compte. Autant d'éléments qui permettent de définir l'âge biologique et l'espérance de vie des patients. Ainsi, les chercheurs ont pu constater que l'habitude de fumer leur ferait perdre, en quelque sorte, un an et trois mois de vie.

Les gens seuls et malheureux vieillissent plus vite

Mais les auteurs de l'étude n'insistent pas seulement sur les répercussions des facteurs physiologiques et des habitudes de vie sur l'espérance de vie. Ils mettent aussi en avant les conséquences de la santé mentale sur le vieillissement.

Or, selon cette étude, la solitude, qui tend à limiter ou même à supprimer les interactions avec autrui, aurait des effets désastreux sur cette santé. Ce qui est nouveau, ce n'est pas le constat : on sait, ou du moins on se doute, que les gens isolés, qui n'ont pas choisi de l'être, doivent lutter contre un mal-être insidieux.

La nouveauté vient des conséquences de ce mal-être : d'après ces chercheurs sino-américains, la solitude, et donc le fait d'être malheureux, ajouteraient plus d'un an et demi à l'âge biologique des personnes concernées.

Autrement dit, la solitude nous ferait vieillir plus vite que la consommation de tabac. D'autres facteurs, comme le célibat, ou la vie en zone rurale, limiteraient aussi l'espérance de vie.

Le message est donc clair : il faut prendre autant soin de sa santé psychologique que de sa santé physique. L'une peut retentir sur l'autre et favoriser l'apparition de certaines maladies.

De ce fait, la santé mentale doit être prise en compte, peut-être plus qu'elle ne l'est actuellement, dans l'étude des causes du vieillissement.

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Un "médicane" est un phénomène météorologique propre à la Méditerranée. Il est formé de la contraction de deux mots : "hurricane", qui veut dire ouragan en anglais, et "Méditerranée".

Le médicane n'est pas sans rappeler les ouragans qui se forment régulièrement dans l'Atlantique. Il se met en place quand une masse d'air chaud et humide rencontre un courant plus froid.

C'est pourquoi il apparaît surtout au début de l'automne. En effet, la mer est encore chaude à ce moment-là, surtout si les températures de l'été ont été très élevées. Cette eau de mer doit être au minimum à 20°C pour qu'un médicane se forme.

Et cet air chaud entre en contact avec des courants qui, en ce début d'automne, deviennent plus froids. Plus l'eau de la mer est chaude, plus il y a de chance qu'un tel ouragan méditerranéen se développe.

Il se présente sous la forme d'une vaste spirale orageuse, comportant parfois un œil en son centre, comme les ouragans classiques.

...Assez différents des ouragans classiques

Même si les médicanes ressemblent, sur certains points, aux ouragans classiques, des différences les séparent. C'est suttout une question de degré. En effet, les vents se déchaînant au passage d'un médicane atteignent assez rarement les 120 km/h, qui assimileraient le phénomène à un ouragan de catégorie 1.

La raison de cette plus faible intensité doit être cherchée dans la température de la Méditerranée. En moyenne, elle est comprise, au début de l'automne, entre 23 et 27°C, alors qu'elle atteint entre 28 et 32°C dans le Golfe du Mexique.

C'est la raison pour laquelle les ouragans sont à la fois plus fréquents et plus violents dans cette zone et d'autres secteurs de l'Atlantique. En effet, on compte souvent, dans ces régions, une dizaine d'ouragans par an, alors qu'un médicane ne se forme que tous les 2 ou 3 ans.

Ceci dit, il y a des exceptions. Ainsi, en septembre 2018, un médicane s'est manifesté par des vents de près de 160 km/h, ce qui en faisait l'équivalent d'un ouragan de catégorie 2.

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La civilisation maya s'est étendue sur le sud du Mexique et le nord de l'Amérique centrale entre le VIe siècle avant J.-C. et le XVIe siècle de notre ère.

De nouvelles fouilles archéologiques ont confirmé que les Mayas avaient l'habitude d'utiliser du mercure, un produit déjà hautement toxique pour l'homme. Ils l'utilisaient surtout sous forme de cinabre, un sulfure naturel de mercure.

Ce qui en faisait tout l'intérêt pour les Mayas, c'est sa couleur rouge vif, qui imitait celle du sang. Or, pour ce peuple, le sang était une source d'énergie divine. C'est pourquoi les objets rituels, placés dans les tombes, étaient enduits de cinabre sur une partie de leur surface.

On a même retrouvé des vases remplis de mercure liquide dans les tombes. Mais le mercure était aussi utilisé dans l'artisanat.

Un métal très toxique pour les sols et la santé

On a retrouvé des traces de l'utilisation de mercure chez certains peuples précolombiens 2.000 ans avant notre ère. Mais c'est surtout entre le milieu du IIIe siècle et le début du XIIe siècle après J.-C. que les Mayas se sont servis de ce métal de manière plus intensive.

On connaît l'emplacement de certains gisements, très éloignés des villes où le mercure devait se négocier. Mais on ignore comment le métal était extrait et par qui il était transporté.

Ce que l'on sait, en revanche, c'est qu'il a largement contaminé les sols. Dans un des sites étudiés par les archéologues, le taux de toxicité relevé est, du fait du mercure, 17 fois plus élevé que le seuil déjà considéré comme critique.

Cette toxicité est telle que, même encore aujourd'hui, elle peut représenter un danger pour les scientifiques procédant aux fouilles. Il est difficile de savoir si les Mayas avaient conscience du risque couru en exploitant ce métal.

En revanche, les Incas connaissaient la toxicité du mercure. Quoi qu'il en soit, son utilisation devait altérer la santé des Mayas qui l'utilisaient. Les spécialistes pensent ainsi que l'obésité pathologique d'un souverain maya du IXe siècle, dont on a retrouvé des représentations, pourrait être due au contact du mercure.

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Si la surface de la Terre est composée de 70 % d'eau, on ne pensait pas que celle-ci se retrouvait dans des couches très profondes. En effet, la présence d'eau, pour les scientifiques, se limitait, pour l'essentiel, au manteau supérieur de la Terre, situé directement sous la croûte terrestre.

L'apport d'eau, dans ces zones, est surtout dû aux phénomènes de subduction. Ils voient une plaque océanique plonger sous une autre plaque. Ce faisant, elle entraîne de grandes quantités d'eau dans son mouvement.

Il ne s'agit d'ailleurs pas d'une eau libre. Elle se trouve en quelque sorte incluse dans les minéraux et les sédiments. C'est pourquoi on parle de minéraux hydratés. Jusque-là, on n'avait pas retrouvé ce type de minéraux à une profondeur supérieure à 322 mètres.

Une eau plus profonde

Mais une récente découverte remet en question ce schéma. De l'eau pourrait se trouver dans des couches plus profondes. Pour défendre cette nouvelle théorie, les scientifiques s'appuient sur la mise au jour d'un petit diamant.

Il a été trouvé dans une mine du Botswana. Il comportait une inclusion spécifique, contenant des traces de minéraux hydratés. Or, l'un d'entre eux, la ringwoodite, ne peut se former qu'à une grande profondeur, estimée par les scientifiques à environ 660 kilomètres.

Le fragment de ringwoodite emprisonné dans le diamant semblait contenir beaucoup d'eau. Cette découverte serait donc la preuve que des minéraux hydratés, et donc d'assez grandes quantités d'eau, pourraient se trouver dans la zone de transition entre le manteau supérieur et le manteau inférieur, voir même dans ce dernier.

On trouverait donc de l'eau dans des couches plus profondes que ce qu'on avait imaginé. Cette découverte permettrait d'en apprendre davantage sur l'étendue et le comportement de cette eau souterraine.

Il devrait également affiner nos connaissances sur le mécanisme de la tectonique des plaques. Ceci étant, il ne faut pas se figurer cette eau souterraine comme la mer imaginée par Jules Verne dans son roman "Voyage au centre de la Terre". En effet, elle reste emprisonnée dans les minéraux qui la contiennent.

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