310711

Quand les atomes qui nous constituent sont-ils nés ?

Nous aurons beau tout faire pour paraître plus jeunes que notre âge, notre corps sera toujours bien plus vieux que nous ! Pour une raison imparable : derriere nos os, notre peau, nos organes, nos muscles et notre sang se cachent des atomes. Ceux au coeur de I'hydrogène, de I'oxygène, du carbone et de I'azote, les fameux composants « organiques », à la base de la vie sur Terre, qui représentent à eux seuls plus de 99 % de nos atomes et auxquels iI faut ajouter quelques cuillerées de sels mineraux, plus des pincées de fer, de chrome, de cuivre et d'autres métaux. Or, tous ces petits grains de matière composés d'un noyau de protons et de neutrons, cerclé d'un nuage d'électrons, ceux-Ià même dont nous sommes faits, existaient déjà du temps de Jules César ou même de I'homme de Cro-Magnon.
En fait, nous assimilons aujourd'hui des atomes qui existaient avant même que Ie Système solaire se forme ! Pour comprendre, iI faut savoir que la plupart des espèces d'atomes qui existent, du moins leurs noyaux, ont été formées iI y a plusieurs milliards d'années au coeur des étoiles. A partir des noyaux d'hydrogène, les étoiles forment des atomes de plus en plus lourds en les faisant fusionner entre eux. Après des millions, voire des milliards, d'années de ce travail de « nucléosynthèse stellaire », les étoiles meurent plus ou moins violemment, en répandant autour d'elles ces noyaux (et en engendrant des nébuleuses). Cette matière éparpillée dans I'espace par des générations d'étoiles ayant explosé (des supernovae) a formé Ie Soleil et la Terre. Autrement dit, nous devons la vie a la mort des étoiles ! Un jour, Ie Soleil mourra à son tour, répandant autour de lui les embryons d'une possible vie future. Et Ie cycle se poursuivra... Reste une question : d'où vient cet hydrogène « primordial », à partir duquel les étoiles ont formé les autres noyaux et qui constitue encore la majorité (90 %) des atomes qui existent ?

De fait, pour que tous ces noyaux d'hydrogène se soient formés en si grande quantité, iI a fallu qu'à un moment donné l'Univers entier ait été plus dense et plus chaud que Ie coeur des étoiles. Et cet « univers primordial » a une limite dans Ie temps, au-delà de laquelle les conditions de température et de pression sont si extrêmes que nos lois physiques ne sont plus valables : c'est Ie « big bang », moment daté à quelque 13,7 milliards d'années. C'est de là que viennent les atomes qui nous constituent. A peine une seconde après Ie big bang, les premiers noyaux d'hydrogène se sont formès à partir de la bouillie de particules qui remplissait alors l'Univers. Les briques fondamentales de nos atomes datent de cet instant. De sorte que notre corps a I'âge... du big bang !

Science & Vie, 200 questions de la vie, 200 réponses de la science (édition Solar)

 

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300711

L'évolution ne conduit pas toujours à un progrès

La confusion est autant sémantique que scientifique. Non, l'évolution n'est pas une ascension directe vers la complexité et depuis 3,5 milliards d'années que la vie existe, les organismes ne sont pas devenus plus " évolués" au fil du temps. D'autant que la notion d'organisme "évolué" est complexe : méfions-nous des apparences, ce n'est pas parce qu'un chien se déplace et répond à un sifflement qu'il est plus complexe qu'un arbre, par exemple, qui lui, au moins, sait se nourrir à partir de lumière... S'il on veut vraiment bousculer cette idée reçue qui associe faussement la notion d'amélioration à celle d'évolution, il nous suffit d'ailleurs de considérer notre propre évolution, totalement régressive. Au lieu d'acquérir les caractéristiques de primates adultes - des canines en crocs, la face proéminente, un crâne allongé et un épais revêtement pileux -, l'être humain reste, sa vie durant, un adolescent. Tout cela par la faute de mutations dites néoténiques qui ralentissent son développement et auraient logiquement dû causer sa perte. Un "raté" de l'évolution dont on pourrait difficilement contester le franc succès.
H.R.

Science et Avenir, août 2011

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290711

L'homme et le cosmos

La vie sur Terre est comme la pruine sur une prune. Ces dernières années, une partie de cette délicate pellicule de moisissure s'est groupée et, grâce à un intense effort commun, est parvenue à lancer quelques spores minuscules à une altitude assez éloignée de la surface terrestre pour qu'elles ne retombent pas. Pour y arriver, il a fallu les propulser à la vitesse d'évasion de plus de 28 000 kilomètres à l'heure, ce qui est exploit de première grandeur, alors que, tout ce temps, la prune elle-même se déplaçait à une vitesse quatre fois supérieure.

Lyall Watson, "Histoire naturelle du surnaturel" (Albin Michel)

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270711

Les ancètres ultimes ?

La plus ancienne trace de vie date de 2,7 milliards d'années

Oui, les stromatolites, ces roches dont les plus anciennes datent de plusieurs milliards d'années, ont bien été formées par des micro-organismes. La preuve vient d'en être apportée par une équipe française, après une campagne de forage en Australie.

Mais qui ou quoi a donc fabriqué ces roches carbonatées en forme de choux-fleurs qu'on appelle des stromatolites (tapis de pierre, en grec) ? Ces roches originales ont longtemps intrigué les géologues. On en trouve en de nombreux endroits du globe, sous forme de roches anciennes, voire très anciennes : les stromatolites se formaient déjà il y a 3,5 milliards d'années. Aujourd'hui, les stromatolites récentes sont très rares et forment des récifs en eaux peu profondes et toujours chaudes.
L'origine biologique des stromatolites modernes ne fait pas de doute. Différents micro-organismes vivent à la surface de la pierre et provoquent la précipitation du bicarbonate (dissous dans l'eau) en carbonate de calcium (insoluble). Le mécanisme ressemble à celui découvert récemment pour les travertins. Parmi ces micro-organismes, on trouve des cyanobactéries, qui secrètent une substance gélatineuse recouvrant la roche. La pierre se forme ainsi petit à petit, les organismes vivants restant à sa surface. Au bout de quelques millions d'années, on obtient d'énormes massifs rocheux qui ont de quoi déconcerter un géologue...
Mais quid des vielles stromatolites ? La preuve formelle d'une minéralisation d'origine biologique n'avait été apportée que jusqu'à 350 millions d'années. Au-delà, mystère... Les plus anciennes stromatolites, dont l'âge se compte en milliards d'années, se sont formées dans des conditions très différentes. Y avait-il seulement des organismes vivants à cette époque ? L'observation morphologique ne permettait pas de trancher et un processus minéral avait même été modélisé. Nul besoin de bactéries pour expliquer les massifs anciens...
Une équipe de l'Institut de physique du globe de Paris (IPGP, CNRS/Université Paris 7) et de la Stanford University s'est attaquée au problème en étudiant de près des stromatolites récoltées lors du Pilbara Drilling Project, une campagne de forage menée par l'Institut national des sciences de l'Univers (INSU), l'IPGP et le Geological Survey of Western Australia. Les roches, extraites de la formation géologique Tumbiana, au nord-ouest de l'Australie, ont été datées à 2,724 milliards d'années.

stromatolites
Stromatolite fossile en dôme sur le site de forage de la formation de Tumbiana,
photographiée par l'équipe. © Kevin Lepot

L'aragonite, précieux témoin

Leur travail a consisté à analyser des globules de matière organique à l'aide d'un ensemble de techniques associant microscopie électronique et spectroscopie. Ce cocktail a permis d'effectuer à la fois une analyse fine des composants chimiques et d'en situer la position dans la roche avec une remarquable précision d'environ dix nanomètres. L'équipe (Pascal Philippot, Kevin Lepot, Karim Benzerara et Gordon E. Brown Jr) a déniché des nanocristaux d'aragonite à l'intérieur de ces globules. Or, cette forme de carbonate de calcium est très instable. Aujourd'hui, elle est fabriquée par des bactéries mais dès qu'elle est exposée à l'eau après la mort du micro-organisme, l'aragonite se transforme en calcite.
Pour les auteurs, dont les résultats sont publiés dans le numéro de février de la revue Nature Geoscience, il n'y a plus de doute. La minéralisation de ces stromatolites de 2,7 milliards d'années a bien été réalisée par des micro-organismes, ce qui repousse d'autant la date prouvée des premières manifestations de la vie. On peut donc regarder d'un autre œil les plus anciens stromatolites, formées il y a 3,5 milliards d'années...

Par Jean-Luc Goudet, Futura-Sciences
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stromatolites_shark_bay
Des stromatolites (toujours vivants) dans les eaux peu profondes de Shark Bay en Australie.
Voici 3.5 à 3.8 milliards d'années, malgré leur taille microscopique, ce sont ces colonies bactériennes qui ont apporté tout l'oxygène contenu dans les océans et ensuite dans l'atmosphère. Nous leur devons la vie.

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240711

Milky Way

MilkyWay

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L'atome tout-puissant

(...) Les atomes, en bref, sont innombrables.
Ils sont aussi remarquablement durables, et cette longévité leur permet de se faufiler absolument partout. Chacun de vos atomes est probablement passé par plusieurs étoiles et a fait partie de millions d'organismes avant d'arriver jusqu'a vous. Nous sommes si chargés atomiquement et si vigoureusement recyclés à notre mort qu'un nombre significatif de nos atomes - jusqu'à un milliard pour chacun de nous, selon certains - a sans doute appartenu un jour à Shakespeare. Un autre milliard nous est venu respectivement de Bouddha, Gengis Khan et Beethoven, ou toute autre figure historique de votre choix. (Il faut, semble-t-il, des personnages assez éloignés dans I'Histoire, car les atomes mettent quelques décennies à se redistribuer ; si fort que vous le désiriez, vous n'êtes pas encore recyclé en Elvis Presley.)
Nous sommes donc tous des réincarnations, mais très brèves. A notre mort, nos atomes vont se désassembler et chercher ailleurs de nouveaux usages - faire partie d'un autre être humain ou d'une goutte de rosée. Car les atomes, eux, sont pratiquement étemels.

(...)

Nous avons encore bien du mal à penser que les atomes sont essentiellement de l'espace vide, et que la sensation de solidité que nous inspire le monde autour de nous est pure illusion. Quand deux objets se rencontrent dans le monde réel - on prend en général l'image des boules de billard -, ils ne se frappent pas vraiment. En fait, explique Timothy Ferris, "les champs négatifs des deux boulent se repoussent [...] sans leurs charges électriques, elles pourraient, comme des galaxies, se traverser sans dommage". Quand vous vous posez sur une chaise, vous n'êtes pas réellement assis, vous lévitez au dessus à la hauteur d'un angström (un cent-millionième de centimètre), vos électrons et les siens s'opposant formellement à toute tentative d'intimité plus rapprochée.

Bill Bryson "Une histoire de tout, ou presque..." (Petite bibliothèque Payot)

apissenlit

230711

Hydrogène

Les étoiles brillent parce qu' elles transforment d'immenses quantités d'hydrogène en hélium. Notre Soleil, à lui seul, consomme 600 millions de tonnes d'hydrogène par seconde, qu'il convertit en 596 millions de tonnes d'helium. Imaginez un peu : 600 millions de tonnes par seconde! Et même la nuit ! .
Mais où partent les quatre millions de tonnes de différence par seconde ? lls sont convertis en énergie, selon la célèbre formule d'Einstein : E = mc2. Un peu plus de mille cinq cent quatre-vingt-sept grammes par seconde partent vers la Terre où ils vont créer la lumière de I'aube, la chaleur d'un après-midi d'été ou Ie flamboiement du crépuscule.
La consommation effr
énée d'hydrogène par Ie Soleil nous fait tous vivre, mais I'importance de cet élément pour la vie telle que nous la connaissons commence plus près de chez nous. L'hydrogene s'allie en effet à l'oxygène pour former les nuages, les océans, les lacs et les rivières. Il se combine au carbone, à I'azote et à I'oxygène pour former la chair et Ie sang de tous les êtres vivants.
L'hydrogène est Ie plus léger de tous les gaz - plus léger même que I'hélium - et il coûte beaucoup moins cher, d'où son emploi malencontreux dans les premiers aéronefs comme Ie Hindenburg. Vous avez sans doute entendu parler de cette tragédie - bien que, dans les faits, les passagers soient morts des suites de leur chute et non brûlés par I'hydrogène, moins dangereux à transporter dans un véhicule que de l'essence.
L'hydrogène est I'élément Ie plus abondant, Ie plus léger et Ie plus apprécié des physiciens parce qu'avec un seul proton et un seul electron, leurs formules de mécanique quantique fonctionnent à merveille. Dès que l'on passe à l'hélium (avec deux protons et deux électrons), les physiciens abandonnent Ie terrain aux chimistes.

Theodore Gray "Atomes" (Editions Place des Victoires)

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Notre système solaire contient des centaines de planètes

Neuf planètes dans le système solaire ? C'est ce que plusieurs générations d'élèves ont appris, déployant des trésors d'ingéniosité mnémotechnique pour retenir dans le bon ordre Mercure, Venus, Terre, Mars, Jupiter, Satume, Uranus, Neptune et Pluton. Mais, pour être complet aujourd'hui, il faudrait y ajouter Cérès, Eris, Makemake, Haumea... et potentiellement deux cents autres planètes naines qui restent à découvrir! Depuis les années 2000, de nombreux objets tournant autour du Soleil ont en effet été découverts, dont certains sont encore plus gros que Pluton. Ce qui a conduit l'Union astronomique intemationale, en 2006, à supprimer à cette petite dernière son grade de "planète". Désormais, pour se nommer ainsi, un objet doit non seulement toumer autour du Soleil et avoir une forme sphérique, mais aussi avoir fait le ménage sur son orbite. Or, Pluton était la seule des neuf soeurs à nager au milieu d'autres petits corps, ceux de la ceinture de Kuiper. Il ne reste donc que huit planètes. En contrepartie, une nouvelle famille a été créée : celle des planètes "naines", qui se distinguent des asteroïdes par leur forme sphérique. Et elles promettent d'être nombreuses !
Car, si la première ceinture d'astéroïdes du système solaire, située entre Mars et Jupiter, n'abrite qu'une planète naine (Cérès) parmi 475000 astéroides, la seconde, celle de Kuiper, recèle probablement des surprises. Sombre et lointaine (trente fois plus loin du Soleil que la Terre), elle reste difficile à observer. Or, "elle contiendrait des milliers d'objets de plus de 100 kilomètres de long et certainement de nombreuses planètes naines!", pense Timothy Spahr, directeur du Minor Planet Center. Ce n'est pas tout: certains chercheurs lorgnent déjà vers le nuage d'Oort, une gigantesque sphère qui engloberait le systeme solaire, où des objets pourraient atteindre la taille de Mars !
B.R.

Science & Vie n°1115 - Août 2010

 

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220711

Bloop !

Le bloop est le nom donné à un son d’ultra-basse fréquence détecté par le NOAA américain (National Oceanic and Atmospheric Administration) à plusieurs reprises durant l’été 1997. L’origine de ce son demeure inconnue. Il a été détecté au large de la côte sud-ouest de l’Amérique du Sud. D’après la description du NOAA, le son « monte rapidement en fréquence sur environ une minute et à une amplitude suffisante pour être détecté par plusieurs senseurs sur une portée de plus de 5 000 km. » Bien qu’il recoupe le profil audio d’une créature vivante, il n’y a aucun animal connu qui pourrait avoir produit ce son. Si c’était un animal, il serait énorme, plus grand que la baleine bleue, d’après des scientifiques qui ont étudié le phénomène.
Il n’y a aucune explication actuellement sur l’origine de ce son qui n’a plus été entendu depuis 1997.

Théoriquement, le bloop pourrait être produit par une machine. La fréquence est possible mais le volume sonore serait plus difficile à produire. Un sous-marin nucléaire est une hypothèse envisageable : lorsqu'un sous-marin veut s'immerger ou remonter à la surface il remplit ou purge ses ballasts. Le temps de remplissage ou de purge de ces ballasts peut durer entre 30 secondes et une minute.
Il est aussi possible que ce son ait été produit par un grand nombre de créatures émettant une vibration synchronisée.

Coïncidence remarquable : Le point d’origine du bloop est relativement proche de la ville fictive de R'lyeh imaginée par H.P. Lovecraft. Dans sa nouvelle L'appel de Cthulhu, Lovecraft avait situé R’lyeh à 47°9'S 126°43'W / -47.15, -126.717 dans l’Océan Pacifique sud. Dans la mythologie lovecraftienne, le grand ancien Cthulhu était enfermé dans cette cité mythique.

(source Wikipedia)

L'origine du son est également proche du point Nemo, c'est-à-dire le point de l'océan le plus éloigné de toute terre émergée ; soit un lieu très peu fréquenté par l'Homme.

pointNemo

 

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210711

Asperatus

vue-generale-des-asperatus-nouvelle-zelande

Un asperatus (du latin : brutal) est un type de nuage très rare, et fut proposé en 2009 à l'Atlas International des Nuages de l'Organisation météorologique mondiale comme nouvelle formation nuageuse jamais répertoriée.
Le monsieur météo de la BBC, M. Fish y va de sa propre explication: "Les nuages sont un mélange de deux masses d'air, une très chaude et humide, l'autre très froide et très sèche; elles sont comme l'huile et l'eau, elles ne se mélangent pas."
(source Wikipedia)

Si le phénomène vous intéresse, vous pouvez admirer d'autres asperatus ici

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