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Science et nature

Lac de la Dernière Chance : Le fascinant ‘lac soda’ aux conditions propices à l’émergence de la vie sur Terre !

Le lac Last Chance, situé en Colombie-Britannique, est un véritable trésor scientifique. Avec des concentrations de phosphate 1 000 fois supérieures à celles de l’océan, ce lac salé offre un aperçu fascinant des conditions qui pourraient avoir donné naissance à la vie sur Terre il y a 4 milliards d’années. Bien que la vie y soit rare, des organismes comme les mouches de saumure et les crevettes de saumure y survivent. Ce lac, formé après la dernière ère glaciaire, nous aide à comprendre les environnements primitifs de notre planète et peut-être même d’autres mondes comme Mars.

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Lac de la Dernière Chance : Le fascinant ‘lac soda’ aux conditions propices à l’émergence de la vie sur Terre !
Trois chercheurs marchent sur la croûte salée laissée après l'évaporation de l'eau au lac Last Chance en septembre 2022.



Des chercheurs traversent la surface du lac Last Chance en septembre 2022. À la fin de l’été, l’eau s’est presque entièrement évaporée, laissant une croûte salée à la surface. Cependant, de l’eau persiste en dessous dans des poches et des creux, et des sédiments doux se trouvent en dessous, créant une structure quelque peu traître sur laquelle marcher.
(Crédit photo : Zack Cohen/Université de Washington)

FAITS RAPIDES

Nom : Lac Last Chance

Emplacement : Colombie-Britannique, Canada

Coordonnées : 51.32769655502273, -121.63335524817583

Pourquoi c’est incroyable : La chimie du lac ressemble aux conditions qui auraient pu donner naissance à la vie sur Terre.

Le lac Last Chance est une étendue d’eau peu profonde et extrêmement salée, présentant une chimie atypique. Sa concentration en phosphates est 1 000 fois supérieure à celle de l’océan, ce qui en fait un analogue moderne des conditions qui auraient pu favoriser l’émergence de la vie sur notre planète il y a environ 4 milliards d’années.

Le phosphate est un élément essentiel pour la formation des nucléotides, qui sont les composants de base de l’ADN et de l’ARN, ainsi que d’autres composés nécessaires à la vie, comme les lipides. Bien que le phosphate soit présent dans tous les organismes vivants, il est relativement rare dans la nature.

« On parle souvent du ‘problème du phosphate’ en ce qui concerne l’origine de la vie, car il en faut beaucoup pour ces réactions », a déclaré Sebastian Haas, chercheur postdoctoral au Département des sciences de la Terre et de l’espace à l’Université de Washington, dans une interview avec Live Science. « Le second aspect du problème est que le phosphate est généralement peu présent dans l’environnement, et la seule véritable exception que nous connaissons est ce type de lacs. »

Lié : ‘C’est étrange’ : Les experts ‘choqués’ par la longévité record du lac fantôme de la vallée de la mort

Le lac Last Chance fait partie des « lacs sodiques », qui se caractérisent par des niveaux élevés de sodium dissous et de carbonate. Cela les rend comparables à des récipients d’eau contenant de grandes quantités de bicarbonate de soude dissous, d’où leur nom. Cette composition chimique permet à ces lacs d’

avoir des concentrations élevées de phosphate

.

Dans les lacs d’eau douce, le phosphate existe rarement sous forme libre, car il se lie au calcium pour former du phosphate de calcium, un matériau insoluble. Cependant, dans les lacs sodiques, le calcium se lie préférentiellement au carbonate et au magnésium, libérant ainsi le phosphate.

« La forte concentration de carbonate est essentielle pour la présence élevée de phosphate dans ces lacs », a expliqué Haas, qui a dirigé des recherches sur le lac Last Chance et le lac Goodenough voisin, dans le cadre d’une étude publiée en 2024 dans la revue Communications Earth and Environment.

Une main tenant un morceau de croûte salée recouvert d'algues vertes provenant du lac Last Chance.

Sebastian Haas tient un morceau de croûte salée du lac Last Chance, avec des algues vertes au milieu et des sédiments noirs au fond.(Crédit photo : David Catling/Université de Washington)

Ce niveau élevé de carbonate, associé à une forte concentration de sodium, résulte d’une réaction entre les eaux souterraines et les roches volcaniques situées sous le lac, a précisé Haas.

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Le lac Last Chance est particulièrement captivant car il possède la plus forte concentration de phosphate de tous les lacs sodiques connus. Il est également beaucoup plus salé, ce qui rend la vie difficile à y établir par rapport à d’autres lacs sodiques, a noté Haas. Les plus grands organismes observés par son équipe dans le lac étaient des mouches de saumure (Ephydridae) et des crevettes de saumure (Artemia).

Le lac Last Chance s’est formé après la dernière glaciation, qui a pris fin il y a environ 10 000 ans, a expliqué Haas. La datation au radiocarbone a révélé que le lac a au moins 3 300 ans et qu’il est alimenté uniquement par de petites quantités d’eau de source et d’eau souterraine. L’apport faible et les taux d’évaporation élevés concentrent les sels, y compris le carbonate, dans les eaux du lac.

Les conditions extrêmes du lac Last Chance imitent un environnement sur la Terre primitive où la vie aurait pu émerger. « Nous ne prétendons pas que la vie est apparue au lac Last Chance », a déclaré Haas. Mais « un lac similaire aurait pu plausiblement exister il y a 4 milliards d’années quelque part sur Terre, et nous utilisons le lac Last Chance pour comprendre à quoi cet environnement aurait ressemblé. »

Il y a des milliards d’années, des lacs similaires auraient également pu exister sur d’autres planètes de notre système solaire, y compris Mars, selon l’étude.

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Général

Les scientifiques redéfinissent l’avenir scientifique de l’Afrique lors de la 15e conférence de l’AAS à Abuja

Plus de 1 000 scientifiques du monde entier se réuniront à Abuja, Nigeria, pour la 15e Assemblée Générale et Conférence Scientifique, prévue du 9 au 12 décembre 2024. Sous le thème « Renforcer et faire avancer l’entreprise scientifique en Afrique », cet événement promet d’aborder des enjeux cruciaux tels que la santé, le changement climatique et l’économie numérique. Le professeur Friday Okonofua a souligné l’importance de cette rencontre pour redéfinir l’avenir scientifique du continent et stimuler son développement.

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Les scientifiques redéfinissent l’avenir scientifique de l’Afrique lors de la 15e conférence de l’AAS à Abuja

Actualités

Le 18 septembre 2024, plus de 1 000 chercheurs du monde entier se réuniront à Abuja, au Nigeria, pour la 15e Assemblée Générale et Conférence Scientifique, visant à redéfinir l’approche scientifique de l’Afrique et à libérer son potentiel pour favoriser le développement du continent.

Prévue du 9 au 12 décembre 2024, cette conférence, intitulée « Renforcer et faire progresser l’entreprise scientifique en Afrique », rassemblera des esprits éminents et des acteurs clés, notamment des experts en politiques, des organismes scientifiques régionaux, des partenaires de développement et des dirigeants africains.

Lors d’une conférence de presse tenue mercredi à Abuja, à l’approche de cet événement organisé par l’Académie Africaine des Sciences, le Secrétaire Général de l’AAS, le Professeur Friday Okonofua, a annoncé que le Président Bola Tinubu ouvrira la conférence, tandis que le Président de la Banque Africaine de Développement, le Professeur Akinwunmi Adesina, prononcera le discours d’ouverture.

Le Professeur Okonofua, spécialiste en obstétrique et gynécologie, a souligné que cet événement abordera des questions cruciales telles que la santé, le changement climatique, la diplomatie scientifique, l’agriculture, les infrastructures, l’économie numérique et les mécanismes de financement.

« La conférence mettra en avant des intervenants de renom, tels que le Professeur Patrick Lumumba du Kenya, le Professeur Olubayi Olubayi de l’Ouganda et le Professeur Oyewale Tomori, Président du Réseau Ouest-Africain des Académies Scientifiques », a-t-il précisé.

Il a également souligné l’importance de l’AAS, une société savante panafricaine fondée en 1985, en déclarant : « L’AAS, dont le siège est à Nairobi, est une société non alignée, apolitique et à but non lucratif, qui promeut le développement de tous les pays africains par la science. »

Au cours de la conférence, l’académie procédera également à l’intronisation de nouveaux membres et annoncera les lauréats de prix prestigieux, y compris le Prix Olusegun Obasanjo.

« Nous sommes convaincus que les résultats de la conférence offriront d’énormes perspectives pour repositionner la vision scientifique de l’Afrique et l’exploiter pour la croissance future du continent », a ajouté Okonofua.

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Général

Une veste aérienne qui permet aux lézards plongeurs de rester sous l’eau plus longtemps !

Des lézards fascinants ont développé une technique unique pour échapper à leurs prédateurs : plonger dans les ruisseaux et rester immergés jusqu’à 18 minutes ! En observant les Anolis aquaticus au Costa Rica, Lindsey Swierk a découvert qu’ils expulsaient de grandes bulles d’air, qu’ils réinhalent ensuite. Cette méthode leur permet de maximiser leur apport en oxygène, transformant ainsi leur peau en véritable réservoir d’air. Imaginez ces créatures, élégantes et argentées, défiant les lois de la nature !

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Une veste aérienne qui permet aux lézards plongeurs de rester sous l’eau plus longtemps !

Évasion Aquatique : La Stratégie Surprenante des Lézards

Techniques de Survie des Lézards

Certaines espèces de lézards ont développé des méthodes fascinantes pour échapper à leurs prédateurs. En particulier, ces reptiles sont capables de plonger dans des ruisseaux, utilisant une technique unique de respiration par bulles qui leur permet de rester sous l’eau pendant une durée impressionnante allant jusqu’à 18 minutes.

Adaptations Étonnantes

Cette capacité à rester immergé est le résultat d’adaptations physiologiques remarquables. Les lézards, en utilisant des bulles d’air, parviennent à prolonger leur temps sous l’eau, ce qui leur offre un avantage considérable face aux menaces. En effet, cette stratégie leur permet non seulement de se cacher, mais aussi de se déplacer discrètement dans leur environnement aquatique.

Importance de la Recherche

Des études récentes ont mis en lumière ces comportements fascinants, soulignant l’importance de la recherche sur les adaptations animales. Par exemple, une étude menée en 2023 a révélé que ces techniques de survie pourraient inspirer des innovations dans des domaines tels que la biomimétique, où les scientifiques s’efforcent de reproduire des stratégies naturelles pour résoudre des problèmes humains.

Conclusion

Les lézards, avec leur capacité à plonger et à respirer sous l’eau, illustrent parfaitement comment la nature a équipé certaines espèces pour survivre dans des environnements hostiles. Ces adaptations ne sont pas seulement impressionnantes, mais elles ouvrent également la voie à de nouvelles découvertes scientifiques et technologiques.

Comprendre la Résilience des Lézards Aquatiques

Introduction à la Vie Aquatique des Lézards

Les lézards, bien que souvent associés à des habitats terrestres, possèdent des capacités fascinantes qui leur permettent de s’adapter à des environnements aquatiques. Certaines espèces de lézards ont développé des techniques uniques pour prolonger leur temps passé sous l’eau, ce qui leur confère un avantage dans la recherche de nourriture et l’évasion des prédateurs.

Techniques de Survie Sous l’Eau

Un aspect remarquable de la survie aquatique des lézards est leur capacité à expulser l’air de leurs poumons. En faisant cela, ils réduisent leur flottabilité, ce qui leur permet de plonger plus profondément et de rester immergés plus longtemps. Par exemple, le lézard de mer, qui se trouve dans certaines régions côtières, utilise cette méthode pour se cacher des prédateurs tout en cherchant des proies comme des crustacés.

Adaptations Physiologiques

Les adaptations physiologiques de ces lézards sont également impressionnantes. Leur peau est souvent recouverte d’écailles qui minimisent la perte d’eau, leur permettant de rester hydratés même lorsqu’ils passent de longues périodes sous l’eau. De plus, certains lézards possèdent des membranes nictitantes, qui agissent comme des lunettes de plongée, leur permettant de voir clairement sous l’eau tout en protégeant leurs yeux.

Exemples de Lézards Aquatiques

Prenons l’exemple du lézard de la famille des Scincidae, qui est connu pour sa capacité à nager efficacement. Ce lézard peut rester immergé pendant plusieurs minutes, utilisant ses pattes pour se propulser tout en maintenant une respiration contrôlée. Une étude récente a montré que ces lézards peuvent rester sous l’eau jusqu’à 20 minutes, ce qui est impressionnant comparé à d’autres espèces.

Conclusion

La capacité des lézards à s’adapter à des environnements aquatiques témoigne de leur résilience et de leur ingéniosité. En comprenant mieux ces adaptations, nous pouvons apprécier la diversité de la vie sur notre planète et l’importance de la conservation des habitats naturels qui soutiennent ces créatures uniques.

Les Lézards Aquatiques et leur Comportement de Respiration

Introduction à un Comportement Fascinant

Des recherches récentes ont mis en lumière un comportement intrigant chez certaines espèces de lézards aquatiques. En 2015, lors d’une étude de terrain au Costa Rica, Lindsey Swierk, chercheuse à l’Université de Binghamton dans l’État de New York, a observé que certains lézards, connus sous le nom de Anolis aquaticus, plongeaient dans des ruisseaux lorsque des personnes s’approchaient, restant sous l’eau pendant de longues périodes.

Observation et Découverte

En filmant ces lézards sous l’eau, l’équipe de Swierk a remarqué qu’ils expulsaient de grandes bulles d’air par leurs narines, qui restaient attachées à leur tête, avant de les réinhaler. Dans un article publié en 2018, Swierk a décrit ce comportement unique. En 2021, elle et ses collègues ont révélé que pas moins de 18 espèces de lézards du genre Anolis pratiquent cette respiration de bulles sous l’eau, pouvant rester immergés jusqu’à 18 minutes.

Caractéristiques Physiques des Lézards

Ces lézards possèdent une peau hydrophobe qui est recouverte d’une fine couche d’air lorsqu’ils sont sous l’eau, leur conférant une apparence argentée. Cette caractéristique est également la raison pour laquelle les bulles qu’ils expulsent restent attachées à leur tête.

Étude Expérimentale

Dans une étude plus récente, Swierk a appliqué un émollient sur la tête de lézards fraîchement capturés à l’aide d’un pinceau, afin de temporairement empêcher leur peau de repousser l’eau. Les lézards ainsi traités n’ont pu expulser que de petites bulles. « Ils ont pu réinhaler un peu d’air car je n’ai pas appliqué l’émollient sur les narines, pour des raisons évidentes », explique Swierk.

Les lézards ont ensuite été placés dans un réservoir en plastique transparent rempli d’eau de ruisseau pour mesurer combien de temps ils pouvaient rester sous l’eau avant d’être relâchés. Ceux qui avaient été peints avec de l’eau ordinaire sont restés sous l’eau en moyenne 32 % plus longtemps que ceux traités avec l’émollient.

Mécanisme de Respiration

Swierk suggère que le fait de réinhaler le même air permet aux lézards d’extraire davantage d’oxygène. De plus, lorsque la bulle expulsée se connecte à la fine couche d’air sur la peau du lézard, davantage d’oxygène pénètre dans la bulle. En d’autres termes, cette fine couche d’air pourrait agir comme un réservoir d’oxygène.

Comparaisons avec d’Autres Espèces

Il est également envisageable que la grande bulle joue un rôle similaire à celui d’une branchie, permettant au dioxyde de carbone de se dissoudre dans l’eau et à l’oxygène de diffuser à l’intérieur. On sait que de nombreux insectes, araignées et plantes peuvent survivre sous l’eau grâce à des couches d’air qui fonctionnent comme des branchies.

D’autres animaux, comme le rat-taupe étoilé et la musaraigne aquatique, expulsent et réinhalent également des bulles sous l’eau, mais il est supposé qu’ils le font principalement pour détecter des odeurs tout en étant immergés.

Conclusion

Ces découvertes sur le comportement des lézards aquatiques ouvrent de nouvelles perspectives sur la façon dont certaines espèces s’adaptent à leur environnement aquatique. La capacité de réinhaler des bulles d’air pourrait être un mécanisme évolutif fascinant, permettant à ces lézards de maximiser leur temps passé sous l’eau tout en optimisant leur respiration.

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Science et nature

Une OLED révolutionnaire pour une vision nocturne compacte et légère !

Une révolution dans la vision nocturne ! Des chercheurs de l’Université du Michigan ont développé un nouveau type de OLED qui pourrait remplacer les lourdes lunettes de vision nocturne par des lunettes légères et pratiques. Cette innovation permet non seulement de réduire les coûts, mais aussi d’améliorer l’autonomie grâce à une consommation d’énergie bien moindre. De plus, un effet de mémoire dans ces OLED pourrait ouvrir la voie à des systèmes de vision par ordinateur capables de saisir et d’interpréter les signaux lumineux. Imaginez des lunettes qui se souviennent de ce qu’elles voient !

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Une OLED révolutionnaire pour une vision nocturne compacte et légère !

Une Révolution dans la Vision Nocturne : Les OLEDs Légers

Introduction aux OLEDs Innovants

Des chercheurs de l’Université du Michigan ont mis au point un nouveau type de diode électroluminescente organique (OLED) qui pourrait remplacer les lunettes de vision nocturne encombrantes par des modèles légers et plus abordables, adaptés à une utilisation prolongée.

Fonctionnement des Systèmes de Vision Nocturne Traditionnels

Les systèmes de vision nocturne actuels reposent sur des intensificateurs d’image qui transforment la lumière infrarouge proche en électrons. Ces électrons sont ensuite accélérés à travers un vide vers un disque mince comportant des centaines de petits canaux. En heurtant les parois de ces canaux, les électrons libèrent des milliers d’autres électrons, qui frappent ensuite un écran phosphorescent, convertissant ainsi l’énergie en lumière visible. Ce processus permet d’amplifier la lumière entrante jusqu’à 10 000 fois, offrant ainsi une vision nocturne.

Les Avantages des Nouveaux Dispositifs OLED

Le nouvel appareil OLED développé convertit également la lumière infrarouge proche en lumière visible, mais avec une amplification supérieure à 100 fois, tout en étant plus léger et sans nécessiter la haute tension ni le vide encombrant des intensificateurs d’image traditionnels. Les chercheurs estiment qu’une amplification encore plus élevée pourrait être atteinte en optimisant la conception de l’appareil.

Une Technologie Révolutionnaire

Chris Giebink, professeur d’ingénierie électrique et de physique à l’Université du Michigan, souligne que « l’un des aspects les plus attrayants de cette nouvelle approche est qu’elle amplifie la lumière dans une pile de films minces de moins d’un micron d’épaisseur, bien plus fine qu’un cheveu, qui mesure environ 50 microns. »

Réduction de la Consommation Énergétique

Étant donné que cet appareil fonctionne à une tension bien inférieure à celle des intensificateurs d’image traditionnels, il permet de réduire considérablement la consommation d’énergie, prolongeant ainsi la durée de vie des batteries.

Mécanisme de Fonctionnement

Le dispositif intègre une couche absorbante de photons qui convertit la lumière infrarouge en électrons, ainsi qu’une pile de cinq couches d’OLED où ces électrons sont transformés en photons de lumière visible. Idéalement, cinq photons sont générés pour chaque électron traversant la pile OLED.

Une partie de ces photons est émise vers l’œil de l’utilisateur, tandis que d’autres sont réabsorbés par la couche absorbante, produisant encore plus d’électrons dans un cycle de rétroaction positive. Ce phénomène amplifie considérablement la lumière émise par rapport à la lumière d’entrée.

Une Avancée dans la Technologie OLED

Les précédents modèles d’OLED ne parvenaient pas à amplifier la lumière, produisant un photon de sortie pour chaque photon d’entrée. Raju Lampande, chercheur postdoctoral à l’Université du Michigan, déclare : « C’est la première démonstration d’un gain élevé de photons dans un dispositif à film mince. »

Comportement de Mémoire et Applications en Vision par Ordinateur

Le dispositif présente également un comportement de mémoire, connu sous le nom d’hystérésis, où sa sortie lumineuse à un moment donné dépend de l’intensité et de la durée des illuminations passées. Giebink explique : « Normalement, lorsqu’un OLED d’upconversion est éclairé, il commence à émettre de la lumière, et lorsque l’éclairage est éteint, il cesse d’émettre. Ce dispositif peut rester actif et se souvenir des choses dans le temps, ce qui est inhabituel. »

Bien que ce comportement de mémoire pose des défis pour les applications de vision nocturne, il pourrait offrir des opportunités pour un traitement d’image similaire à celui du système visuel humain, où les neurones biologiques transmettent des signaux en fonction du timing et de l’intensité des signaux entrants. La capacité de mémoriser des entrées passées pourrait faire de ces OLEDs de bons candidats pour des connexions neuronales permettant d’interpréter et de classifier une image sans nécessiter un traitement séparé.

Fabrication et Collaboration

Les chercheurs ont fabriqué le dispositif en utilisant des matériaux et des méthodes couramment employés dans la production d’OLED, ce qui devrait améliorer la rentabilité et la scalabilité pour les applications futures. Ce projet a été réalisé en collaboration avec OLEDWorks, une entreprise spécialisée dans les produits d’éclairage OLED, et RTX, un entrepreneur dans le secteur aérospatial et de la défense. La technologie est en attente de brevet par OLEDWorks et l’Université d’État de Pennsylvanie, où l’étude a été initiée avant que Giebink ne rejoigne l’Université du Michigan. Ce travail a été financé par la DARPA.

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