La synthèse : océans cachés, bras sans corps et écrevisses anxieuses

L'existence d'un océan souterrain à plusieurs centaines de kilomètres de profondeur accréditerait la thèse selon laquelle l'eau terrestre proviendrait des profondeurs de la planète et non de l'impact de comètes glacées. © Véronique Pagnier, Wikimedia Commons

Il n’y a pas un jour sans découverte ou innovation scientifique, ce que Futura Sciences s’attache à vous faire partager. Voici un florilège de ce qui a dernièrement marqué l’actualité du monde de la science.

Les actus qu’il ne fallait pas manquer :

• Sous terre, des océans (en anglais). De vastes océans souterrains situés à des centaines de kilomètres de profondeur ont été découverts. Ces immenses réservoirs d'eau cachés, d'une contenance de trois fois celle en surface, aideront les scientifiques à comprendre la formation de la planète.
• Sept bras gauches dans une tombe. C'est ce qu'ont découvert dans une fosse, en Alsace, des archéologues. Les membres amputés datent du Néolithique, autour de 4.000 ans av. J.-C. Une trouvaille qui laisse les scientifiques perplexes.
• Un meurtre résolu grâce à un moustique. Un homme d'affaires soupçonné d'avoir étranglé un prostitué transsexuel sur une plage de Sicile a été reconnu coupable grâce à un spécimen de Culex écrasé sur le mur de son domicile.
• Transmission épigénétique de l'holocauste (en anglais). La trace du traumatisme vécu par les rescapés des camps de concentration nazis se retrouve dans l'ADN de leurs enfants. Ce qui suggère que les enfants de pères atteints d'un syndrome de stress post-traumatique sont probablement plus sujets à la dépression ou à des stress chroniques.
• Un « modèle mathématique » de l’épilepsie. Les crises inhérentes à cette pathologie suivraient seize règles mathématiques simples. Ces modèles seront utiles aux cliniciens pour davantage personnaliser les traitements des malades.
• En vidéo : exercez votre accouchement ! La plateforme Born To Be Alive permet aux futurs parents de vivre un accouchement en 3D. Une nouvelle version devrait voir le jour dans les semaines à venir, plus personnalisable, interactive, et tenant compte d'éventuelles complications.
• Des écrevisses anxieuses. C'est la première fois que des chercheurs observent cette émotion chez un invertébré. Prochaine étape : étudier l'anxiété chez l'écrevisse soumise à un stress social prolongé.
• Adieu, lémuriens et orchidées ? 94 % de ces primates et 79 % de ces plantes sont menacés d'extinction, d'après le rapport annuel de l'Union internationale pour la conservation de la nature. La destruction de leur habitat, pour les premiers, et un commerce excessif, pour les secondes, en sont les principales causes.
• Certains manchots victimes du changement climatique. D'abord en leur faveur, le réchauffement excessif du climat menace à présent deux des trois espèces de manchots de l'Antarctique, essentiellement consommatrices de krill.
• Le radeau de fourmis flottant décrypté. Une étude explique comment les individus de l'espèce Solenopsis invicta, originaire d'Amérique du Sud, s'assemblent avec succès en une masse insubmersible pour assurer leur survie en cas d'inondation.
• Une langue de grenouille ultra-adhésive (en anglais). La grenouille cornue est capable, à l'aide de sa langue, de tirer à sa bouche des proies de trois fois son poids.

Des icebergs en Floride, il y a 21.000 ans

Alan Condron a développé l'un des premiers modèles à haute résolution de la circulation de l'océan au cours du dernier maximum glaciaire, il y a environ 21.000 ans, alors que le niveau des océans était inférieur de 120 m à celui d’aujourd’hui. L'image ci-dessus montre les températures de surface des océans à cette époque, pendant l'hiver. © Alan Condron

Il existe sans nul doute des marges de progressions dans la précision de la modélisation du climatet la compréhension des facteurs susceptibles de le déstabiliser. La montée en puissance de calcul des ordinateurs et l’augmentation de la quantité de données de nature diverses que l’on peut utiliser pour nourrir les modèles numériques du climat vont nous permettre de mieux prédire ce qui peut arriver à notre planète d’ici la fin de ce siècle. On a ainsi acquis récemment une meilleure connaissance de la topographie du fond des océans via des mesures altimétriques satellitaires.

On sait que l’inlandsis du Groenland est en train de fondre. Que nous réserve l’avenir à ce sujet ? Pour le savoir, l’océanographe Alan Condron de l’université de Massachusetts Amherst a modélisé ce qui s’est passé dans l’Atlantique nord lorsque l’inlandsis laurentidien a libéré des quantités importantes d’icebergs et d’eau douce froide, voici 21.000 ans. Il recouvrait une bonne partie du continent nord-américain, notamment la région des Grands Lacs lors de la dernière glaciation dite de Wisconsin. Il a publié le résultat de ces travaux dans un article de Nature Geosciences en compagnie de sa collègue Jenna Hill de la Coastal Carolina University.

Des scènes magnifiques de survols de paysages arctiques. On peut notamment voir le Groenland, l’Islande et le Canada. © dabb, YouTube  

La chercheuse a notamment analysé des images haute résolution des fonds marins bordant la côte est des États-Unis du cap Hatteras, une avancée de terre insulaire située dans l’état de Caroline du Nord, jusqu’en Floride. Elle a identifié environ 400 marques d’affouillement dans les sédiments qui ont été formées par des icebergs dérivant dans l’atlantique nord au moment où elle était plus basse d’environ 100 km, lors de la dernière glaciation. La profondeur de certain de ces affouillements indique que les icebergs qui les ont laissés avaient une hauteur de 300 m, ce qui est comparable avec ceux que l’on retrouve au large du Groenland de nos jours.

Des icebergs aux Bahamas

Ces observations sont en plein accord avec les simulations les plus précises, conduites à ce jour par Alan Condron, quant à la circulation océanique en atlantique nord, il y a 21.000 ans. A ce moment là, alors que la Terre était en train de se réchauffer, d’immenses lacs d’eau de fonte glaciaire se formaient en Amérique du Nord. Des barrages de glace cédaient périodiquement injectant de grandes quantités d’eau douce et de glace dans l’Atlantique au niveau de la baie d’Hudson et du golfe du Saint-Laurent, au Canada. Les calculs conduits par le chercheur montrent que les icebergs résultant de ce phénomène obliquaient rapidement sur la droite pour se diriger en direction des tropiques. Parcourant 5.000 km en moins de quatre mois, certains d’entre eux finissaient par rejoindre les eaux des Bahamas.

Selon Condron, les résultats des travaux qu’il a conduits avec Hill montrent qu’une grande partie des eaux de fonte de la calotte glaciaire du Groenland peut être redistribuée par des courants côtiers étroits circulant d’abord dans des régions subtropicales avant d’atteindre l’océan subpolaire. Cela rend plus compliquée la prévision d’une éventuelle instabilité du climat qui serait abruptement déclenchée par la fonte des glaces du Groenland.

Graffiti écolo : quand le Street Art se met

au vert (on vous dit comment faire)

Certains artistes contemporains ont découvert que les graffitis, ou Street Art, n'étaient pas seulement beaux et agréables à regarder, mais qu'ils pouvaient aussi se montrer doux et lisses au toucher.

 

Moss Graffiti est un système écolo qui n'utilise aucun aérosols, juste un petit peu d'eau pour pouvoir se développer. Voici la recette pour concevoir votre propre graffiti en mousse. Tâchez tout de même à ne pas le faire n'importe où (le "vandalisme" est puni par la loi), ou sinon pourquoi ne pas le faire chez vous ?

 

Vous allez avoir besoin de : 

- 3 tasses de mousse (ramassée en forêt et nettoyée)

- 2 pots de yaourt nature

- 2 verres d'eau (ou de la bière)

- 1/2 cuillère à café de sucre

- Du sirop de maïs (facultatif)

-  Et un mixeur (que vous devrez probablement jeter après utilisation)

En cuisine les ami(e)s :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C'est à vous de jouer !

 

Première estimation précise du nombre

de lacs sur Terre

Une région de Russie riche en lacs. La Terre compte des centaines de millions de ces accumulations d'eau douce, de tailles très variables et qui sont le siège d'échanges complexes avec l'atmosphère. © CNRS-Insu, GeoCover

Une description précise de la distribution géographique, de l’abondance, de la taille, de la forme et de l’altitude des lacs est essentielle pour quantifier les contributions limnétiques au cycle global du carbone, notamment dans un contexte de réchauffement climatique. Si les lacs ne représentent qu’une petite fraction de la surface de la planète, ils sont en revanche reconnus comme étant des sites d’activité biogéochimique très intense. De ce fait, ils sont en général une source importante d’émission de gaz à effet de serre, tels le dioxyde de carbone (CO2) ou encore le méthane (CH4) qu’ils rejettent dans l’atmosphère. Cependant certains peuvent en absorber qu’ils n’en rejettent et être ainsi des puits de carbone terrestre.

Les stocks et flux de carbone sont encore très mal connus, en partie parce que la question de l’abondance et de la taille des lacs est demeurée jusqu’à ce jour sans réponse précise, les études réalisées se basant soit sur des éléments cartographiques incomplets à l’échelle globale, soit sur des approches statistiques inexactes. Une équipe internationale, à laquelle participait un chercheur du Laboratoire d’océanologie et de géosciences (LOG, université Lille 1, CNRS, université du Littoral Côte d’opale) vient de constituer, à partir de données de télédétection spatiale, une base de données appelée Glowabo (pour Global Water Bodies).

Un exemple de la cartographie détaillée des lacs réalisée grâce au catalogue d'images Geocover du programme Landsat. © CNRS-Insu

Les petits lacs sont minoritaires

Pour ce faire, ils ont utilisé l’imagerie satellitaire GeoCover à haute résolution spatiale (14,25 m parpixel) sur l’occupation des sols. Glowabo recense, pour la première fois de manière aussi précise, les informations géographiques et morphométriques d’environ 117 millions de lacs répartis sur l’ensemble de la surface du globe hormis les zones glaciaires (Antarctique et Arctique) et ayant une superficie supérieure à 0,002 km2. Leur surface totale couvre environ 5 millions de km2, soit 3,7 % de la surface terrestre. Les résultats viennent d’être publiés dans la revue Geophysical Research Letters.

Grâce à Glowabo, les chercheurs ont pu montrer qu’en superficie, ce sont les grands lacs et ceux de tailles intermédiaires qui dominent. Par rapport à des travaux antérieurs qui avaient estimé le nombre de lacs en se basant sur une approche essentiellement statistique (à plus de 304 millions), cette étude a permis de mettre en évidence un nombre certes moins important de lacs, mais dont l’ensemble couvre néanmoins une surface totale plus importante.

Cette analyse a permis de réduire considérablement le niveau d’incertitude par rapport aux estimations précédentes et constitue de ce fait un tremplin pour une meilleure évaluation des problèmes fondamentaux et appliqués liés aux questions de limnologie à l’échelle mondiale. Cette évaluation plus précise du nombre et de la taille des lacs va notamment permettre une meilleure compréhension de leur influence sur les processus biogéochimiques à grandes échelles et donc sur le climat.

La baisse des aérosols sulfatés impacte le

climat européen

Pourquoi l'Europe et la Méditerranée reçoivent-elles davantage d'énergie solaire depuis quelques décennies ? Sans doute, en partie, à cause de la baisse de concentration de sulfates dans l'atmosphère, concluent des chercheurs qui ont fait tourner des modèles en incluant ou non cette diminution et en comparant avec les observations. © Thomas Bresson / Flickr - Licence Creative Commons (by-nc-sa 2.0)

Entre 1980 et 2012, l'Europe a connu une augmentation importante du rayonnement solaire reçu par la surface terrestre, un phénomène dit de « brightening » (éclaircissement) qui a succédé à une période marquée par l'effet inverse dit de « dimming » (assombrissement). Or, la question se pose toujours de savoir quelle pourrait en être la cause. Les variations de nébulosité ne peuvent en effet à elles seules expliquer un tel phénomène, celui-ci étant également observé en l’absence de couverture nuageuse. Néanmoins, il semblerait que les aérosols sulfatés puissent constituer une cause plus probable.

Ces aérosols interagissent en effet avec le rayonnement solaire en le renvoyant dans toutes les directions (diffusion), dont une part non négligeable vers l'arrière (rétro-diffusion), et ce sans l’absorber comme peuvent le faire d’autres aérosols (les carbones-suies par exemple). Le rayonnement solaire reçu en surface est donc plus faible en présence de tels aérosols : c’est ce qu’on appelle l’effet parasol. En outre, de tous les aérosols, ce sont ceux qui jouent le rôle le plus important dans le bilan radiatif en Europe, du fait de leurs propriétés optiques et de leur abondance. Au-dessus de la Méditerranée, ils partagent ce rôle avec les poussières désertiques en provenance du Sahara. Enfin, ce sont les seuls aérosols à avoir connu une diminution significative de leurs concentrations atmosphériques entre 1980 et 2012.

Les émissions d'aérosols sulfatés ont

été nettement réduites

D'où viennent-ils ? Ces aérosols sont issus de réactions chimiques faisant intervenir différents composés soufrés (dioxyde de soufre, diméthlysulfate, hydrogène sulfuré…). Ces précurseurs sont émis à la fois par des sources naturelles (volcans, phytoplancton…) et par certaines activités humaines (combustion du charbon, transport…). Or, les émissions de leurs précurseurs dues aux activités humaines ont considérablement diminué durant cette période, suite d’une part à la mise en place de nouvelles normes dans l’industrie et le transport pour améliorer la qualité de l'air et, d’autre part, aux crises économiques des années 1980 en Europe.

Toutefois, la plupart des modèles climatiques globaux et régionaux, même ceux qui tiennent compte des propriétés et de la diminution des aérosols sulfatés, peinent à reproduire correctement les variations décennales du rayonnement solaire reçu en Europe, et aussi pour certains à rendre compte du réchauffement observé depuis une trentaine d'années.

Les couleurs indiquent l'évolution moyenne du rayonnement solaire reçu en surface (en W/m²/décennie) entre 1980 et 2012, simulée en incluant (à droite) ou non (à gauche) la diminution des aérosols sulfatés, en comparaison avec les valeurs observées (points colorés) par le réseau Geba. © Game-CNRS

Des modélisations confrontées aux mesures de

rayonnement solaire et de température

Dans cette nouvelle étude, des chercheurs du Groupe d’étude de l’atmosphère météorologique (GAME-CNRM, Météo-France / CNRS) et du Laboratoire d'aérologie (LA/OMP, UPS / CNRS), en collaboration avec des équipes suisse et espagnole, ont utilisé une nouvelle approche de modélisation afin de sonder le possible lien entre ces deux phénomènes. Elle consistait à utiliser un système de modélisation régionale comprenant un couplage complet entre l'atmosphère, la mer Méditerranée, les surfaces continentales et les rivières, tout en imposant comme conditions aux frontières du domaine régional les conditions météorologiques observées à grande échelle (réanalyse). Deux séries de simulations ont été menées sur la période de brightening (1980-2012), en incluant ou non la diminution des aérosols sulfatés. Elles ont été évaluées à la lumière de séries temporelles, récemment homogénéisées, de données d’observation du rayonnement solaire reçu en surface et de la température en surface.

Les résultats (publiés dans la revue Geophysical Research Letters) indiquent que la prise en compte de la diminution des aérosols sulfatés conduit à une augmentation plus importante du rayonnement solaire reçu en surface, et ce quelles que soient les conditions nuageuses, et permet de mieux reproduire à la fois la structure spatiale et l'intensité du brightening observé en Europe. La diminution des aérosols sulfatés serait ainsi responsable de 81 ± 16 % du brightening en Europe. Des tests complémentaires sur les différents effets des aérosols sulfatés montrent que c'est l'effet direct des aérosols sulfatés (diffusion du rayonnement solaire) qui prédomine dans cette tendance par rapport aux effets semi-direct (impact sur la dynamique atmosphérique suite aux modifications du rayonnement solaire reçu en surface) et indirect (impact des aérosols sur les propriétés microphysiques des nuages).

Ce travail révèle aussi que l'augmentation du rayonnement solaire reçu du fait de la diminution des aérosols sulfatés entraîne un réchauffement supplémentaire en surface, non seulement dans les régions où les émissions de leurs précurseurs ont diminué (Benelux, Europe centrale, vallée du Pô), mais aussi dans les régions voisines (sud de l'Italie, Grèce, Turquie). La comparaison avec les séries temporelles homogénéisées prouve que la diminution des aérosols sulfatés doit être prise en compte pour pouvoir reproduire correctement l'intensité et la structure spatiale de l'augmentation des températures de surface en Europe et des températures des eaux de surface de la mer Méditerranée. Cette diminution serait responsable de 23 ± 5 % de l'augmentation des températures en surface en Europe depuis 1980 et aurait donc contribué de manière notable au réchauffement climatiquerégional.

Ces travaux soulignent l'importance du rôle des aérosols sulfatés dans le changement climatique en Europe et en Méditerranée. Pour savoir si ces résultats peuvent être généralisés à l’ensemble de la planète, d’autres travaux similaires devront être menés dans d’autres régions. Ils confirment néanmoins la nécessité de mieux représenter les variations des aérosols sulfatés dans les modèles climatiques globaux.

Source : Actualités du CNRS-Insu