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Vous êtes fascinés par le mystère ? Passionnés par la science ? Alors, nous avons quelque chose de spécial pour vous. Nous sommes ravis de vous annoncer que nos envoûtantes MSciPics sont maintenant disponibles sur Instagram !
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Au plaisir de vous voir là-bas !
La MSciPic de cette semaine représentait un cyclone présent sur le pôle Nord de Jupiter. Elle a été construite par ordinateur grâce à la sonde Juno. Celui que vous voyez ici est l’un des huit cyclones qui entourent un plus gros cyclone central. Chacun de ceux-ci, distinguables par leur morphologie, sont si proches les uns des autres qu’ils possèdent des points de contact entre eux ! La taille de ces cyclones varie de 4000 à 4600 km de diamètre, ce qui correspond environ à la distance entre Paris et Dakar (4200 Km à vol d’oiseau).
L’image a été construite grâce à l’instrument JIRAM (pour Jovian Infrared Auroral Mapper). C’est un capteur infrarouge qui capte la lumière qui émane des profondeurs de Jupiter (jusqu’à
70km sous la surface des nuages). Pour rendre compte de la chaleur rayonnante, différentes couleurs ont été utilisées : les nuages colorés en jaune sont les plus fins et à une température de
-13°C tandis que les nuages les plus sombres sont à -118,33°C.
Cette structure n’est pas l’apanage du pôle Nord, et le pôle Sud de Jupiter possède également son cyclone central, entouré quant à lui, non pas de 6, mais de 5 autres petits cyclones. Ces
derniers sont plus gros que ceux du pôle Nord puisque leur diamètre varie de 5600 à 7000 km, soit à peu près la distance Paris - Washington à vol d’oiseau (6.167,46 km).
Juno a été lancée de la Terre le 5 Août 2015 et est arrivée en orbite le 4 Juillet 2016. Ce satellite mesure les variations de champs de gravité de la planète. A partir de ces
informations, on peut estimer la masse et la profondeur des couches atmosphériques. La sonde Juno n’ayant pas encore terminé sa mission, nous pouvons nous attendre dans les années futures à
de nouvelles découvertes sur la structure et la composition de Jupiter.
*** Pour aller plus loin ***
Le site de la NASA (en anglais)
Un article du Monde (en français) :
Crédits : NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
La MSciPic de la semaine représentait une amibe. Cet être unicellulaire peut doubler de taille en une journée et se déplace en étendant sa membrane pour former comme des petits pieds appelés pseudopodes.
L’’amibe présentée ici est appelée amibe sociale, ou de son doux nom latin “Physarum polycephalum“. On l’appelle également volontiers blob. Aussi
surprenant que cela puisse paraître, cet être vivant n’est constitué que d’une seule cellule ! Dans son environnement naturel, le blob vit dans les zones humides en se nourrissant de
bactéries et de champignons. En laboratoire, les chercheurs le nourrissent à base de flocons d’avoine ! Si le milieu n’est pas humide, le blob prend une forme desséchée, nommée sclérote.
Cette forme est temporaire et il suffit de quelques gouttes d’eau des chercheurs pour revigorer l’animal !
Cet être vivant atypique possède de nombreuses caractéristiques, aussi passionnantes les unes que les autres. Nous vous en listons quelques unes ici. Il se déplace en étendant sa membrane
avec des formes originales et en contractant son réseau veineux. Il peut se déplacer à une vitesse allant jusqu’à 4 cm par heure ! Un blob cicatrise en moins de deux minutes. Son système
veineux peut être réorganisé en trois heures. Il peut de plus doubler de taille chaque jour ! Si on le découpe en morceaux de quelques millimètres, on en génère des clones. Malgré l’absence
de cerveau dans un blob (il ne possède qu’une seule cellule souvenez-vous !), le blob est capable d’apprendre de ses expériences et de son environnement et peut transmettre les information
apprises à d’autres individus en fusionnant avec eux. L’apprentissage n’est donc pas seulement affaire de tissu nerveux !
Un blob peut passer par une large gamme de taille, de quelques micro mètres à plusieurs mètres carrés. On se rend compte alors que sans échelle, la photographie du blob en entier n’aide pas
du tout à trouver sa taille !
Sources : Photothèque du CNRS (ici et ici)
Crédit photos :
© Audrey DUSSUTOUR / CRCA / CNRS Photothèque pour la MSciPic
© Cyril FRESILLON/CRCA /CNRS Photothèque pour image réponse
MSciPic 02/05/2018
La MSciPic du jour était une coupe d’une partie de langue de chat des années 1870-1905, photographiée au microscope à lumière polarisée. Elle permet de voir non seulement la forme des papilles (les blob rouges) mais aussi les petits vaisseaux sanguins en noir.
À l’époque, pour observer les vaisseaux sanguins une nouvelle technique venait d’être développée : elle consistait en l’injection d’un colorant à base de fer ou d’argent dans les
vaisseaux sanguin avant de réaliser la coupe de l’organe.
Cette coupe a remporté un prix au Wellcome Image Award de 2015 pour sa beauté et son utilité. D’une part elle ressemble à de la lave en fusion, et d’autre part elle permet de voir la
forme des papilles qui explique la sensation râpeuse caractéristique des langues de chats que leur propriétaires connaissent bien.
Crédit: David Linstead. CC BY
Eh non, ce n’est pas un circuit imprimé ! Il s‘agissait d’une photo aérienne de la centrale solaire thermodynamique, Noor I, située au Maroc. On voit en particulier des lignes de miroirs courbes qui concentrent les rayons du Soleil pour chauffer une huile, qui elle-même chauffe de l’eau dont la vapeur fait tourner une turbine.
Située dans le désert marocain près d’Ouarzazate, la centrale solaire thermodynamique Noor I est une partie seulement de l’ambitieux projet Noor (lumière en arabe), dont la construction a
commencé en mai 2013. A terme en 2020, l’immense centrale solaire, composée de quatre parties, sera la plus grande centrale solaire au monde, capable de produire 580 MW, une puissance
équivalent à celle d’un réacteur nucléaire moderne.
Les deux premiers segments de la centrale, Noor I (en photo ici) et Noor II, fonctionnent de la même manière : des centaines de miroirs courbes concentrent les rayons du Soleil sur des
tubes où circulent une huile de synthèse. Cette huile se met alors progressivement à chauffer jusqu’à atteindre plusieurs centaines de degrés Celsius. La chaleur est ensuite utilisée pour
transformer l’eau d’un générateur en vapeur qui fait ensuite tourner la turbine de l’usine. C’est le même principe que pour les usines à fioul ou à charbon, sauf que l’énergie provient cette
fois du Soleil.
Noor III utilise le même principe, sauf que la surface des miroirs sont planes et ils sont orientés pour concentrer les rayons sur un même point, une tour où se trouve le composé fluide
synthétique qui sert à chauffer l’eau.
Enfin Noor IV est une centrale de panneaux photovoltaïques classiques.
Crédits : CNES 2016, Distribution Airbus DS
Schéma explicatif par AndrewBuck (AndrewBuck) [CC BY-SA
3.0], via Wikimedia Commons
Sources : CNES, Sciences et Avenir
L’image mystère du jour fut acquise par le satellite Landsat 8 et mettait en évidence les traces laissées par des monticules de glace qui raclent le fond de la mer Caspienne au fil de leur dérive et fonte. La couleur verte, naturelle, est quant à elle probablement due aux algues ou herbes marines du fond, seulement 3m sous la surface !
Pour interpréter cette image, il ne s’agit pas seulement de connaître l’échelle spatiale ou la signification des couleurs, mais surtout le contexte.
Comparons l’image mystère, acquise le 16 avril 2016, avec celle de l’indice 2 acquise le 17 janvier de la même année. Non seulement les marques n’ont pas bougé (ou presque), mais aussi
elles semblent coïncider avec certains icebergs en dérive. Cette comparaison, plusieurs chercheurs l’ont faite et ont alors conclu que:
1 - ces marques ne pouvaient être des caractéristiques de l’eau (composition, traînées de surface etc.), car elles auraient dû disparaître au bout d’un cycle de marée,
2 - il était très probable qu’elles soient au contraire laissées sur le fond de cette mer qui est très peu profonde, seulement 3 mètres !
Cependant la couche de glace qui se forme sur la mer Caspienne en hiver n’est que d’environ 50 cm, elle ne peut donc pas toucher directement le fond. L’indice 3 donne une explication possible. La photographie montre des monticules de glace (au lac Baïkal ici) que l’on peut observer sur la mer Caspienne. Lorsque la glace fond un peu, elle se déforme facilement lorsqu’elle est poussée par les courants. Des morceaux de glace s’empilent jusqu’à former ces monticules qui descendent suffisamment profond pour racler le sol tout en dérivant avec la couche de glace.
© NASA EarthObservatory, image par Norman Kuring, légende par Kathryn Hansen.
Cette semaine, la #MSciPic mélangeait les mathématiques, l’anthropologie et … la criminologie ! Elle a fait la une du journal scientifique PNAS en mars 2010 pour sa représentation et son analyse des points chaud de cambriolage sur cette portion de Los Angeles.
Utiliser les mathématiques pour éradiquer le crime ? C’est (presque) possible. Le chercheur en mathématiques Martin Short et ses collaborateurs en mathématiques, anthropologie et
criminologie, ont analysé les données sur les cambriolages commis dans une zone résidentielle d’une portion de Los Angeles (USA). Ceci leur permet de comprendre comment les points chauds
criminels, les zones avec une forte densité de crime, se créent, se déplacent ou disparaissent, et ainsi de pouvoir aider la police à agir le plus efficacement possible. Dans cette étude, ils
ont utilisé un modèle mathématique pour simuler l’évolution de ces points chauds. Ils distinguent deux catégories : les points chauds sub-criticaux, et les super-criticaux. Les auteurs
suggèrent que les premiers pourraient être définitivement éradiqués avec la répression policière, alors que les seconds se déplaceraient en suivant un schéma particulier, comme l’organisation
en cercle.
Sur cette image, les couleurs représentent la densité de crimes commis, avec en rouge les zones où la criminalité (en terme de cambriolages ici) est la plus forte, et en bleu la plus
faible.
Image : © P. Jeffrey Brantingham
Source
Il s’agissait de polypes, les êtres vivant qui forment les coraux. On voit ici un polype en train de digérer une petite crevette. L'image met ici en évidence une collaboration entre deux polypes appartenant au même corail. En se faisant un “bisou” (coral kiss), ils échangent leur nourriture en bons voisins ! [1]
La vidéo que nous vous avons présentée est extraite d’un papier publié dans Nature en 2016 [1] qui a mis au point un appareillage permettant de faire de la microscopie sous-marine ! Pratique pour observer en live les
interactions des coraux avec leur environnement naturel !
Les coraux sont des animaux de l’embranchement des Cnidaires. Ils correspondent à ce que l’on pourrait appeler des “super-organismes”. En effet, un corail correspond à plusieurs êtres
vivants appelés polypes qui vivent en communauté (vous en voyez 2 sur la vidéo !). Ces polypes sécrètent un exosquelette qui peut être dur ou mou selon l’espèce, et qui donne sa forme au
corail. [2] Les mouvements que vous apercevez sur cette vidéo ont été accélérés
50 fois : un bisou langoureux de 10 minutes ! Ce “bisou” correspond en fait à un partage de nourriture (la petite crevette à droite) entre les deux polypes.
Certains coraux vivent en harmonie avec des végétaux unicellulaires (de toutes petites algues notamment). Ces végétaux, en captant l’énergie lumineuse, produisent des sucres via le
phénomène de photosynthèse. Ces sucres sont ensuite partagés avec le corail qui, de son côté, héberge ledit végétal. Ces deux espèces s’échangent donc de bons et loyaux services, c’est ce que
l’on appelle une symbiose dite mutualiste. Sachez que nous aussi nous vivons en symbiose avec des êtres vivants qui nous facilitent la vie, allez notamment jeter un œil à toutes les bactéries
qui vivent confortablement dans votre intestin
Plus de 40% des coraux à la surface de la Terre ont disparu au cours des 50 dernières années [3]. Ces êtres vivants sont en effet très sensibles aux variations de température et de l’acidité (pH) de leur environnement, à la pollution et sûrement
encore bien d’autres facteurs. Ils font de fait partie des espèces touchées par le réchauffement climatique. De nombreux scientifiques tentent de mieux comprendre les interactions des coraux
avec leur écosystème afin de développer des stratégies de protection. Chaque année, de nouveaux récifs sont rayés de la carte. Or, même s’ils ne couvrent qu’ 1% de la surface du globe, les
coraux sont essentiels à la vie de l’écosystème marin, contribuant ainsi à nourrir plus de 500 millions de personnes dans le monde [4].
Nous avions ici une œuvre d’art au service de la science ! Cette boule de 3m de diamètre en béton se situe sur l’île islandaise de Grímsey. Elle est déplacée chaque année pour suivre exactement la position du cercle polaire.
La Terre tourne sur elle même autour d’un axe Nord-Sud, mais cet axe n’est pas totalement vertical. Pire encore, cet axe n’est pas fixe ! Son inclinaison avec la verticale change avec le
temps, c’est ce que l’on appelle l’obliquité. C’est comme si la barre autour de laquelle vous pouvez danser, changeait régulièrement d’inclinaison ! L’axe de rotation peut également tourner
autour d’un axe, ce mouvement de rotation est appelé précession. En poussant l’analogie de la barre de danse, la précession serait le phénomène qui entraînerait une rotation de la barre de
danse, telle une toupie pas stable.
Revenons à la Terre. Les changements de précession et d’obliquité entraînent un déplacement régulier des pôles. Ainsi, puisque le pôle Nord géographique change de position, il en est de
même pour celle du cercle polaire. Celui ci est en effet défini comme étant la ligne de latitude Nord à partir de laquelle il y a au moins une journée entière de nuit, et une journée entière
de jour par an.
Il est alors venu l’idée de marquer la position de ce cercle avec une oeuvre d’art : une énorme sphère de béton de 3m de diamètre, baptisée ORBIS et GLOBUS (Cercle & Sphère en latin).
Elle a été fabriquée et placée en 2017 sur la pointe Nord de la petite île islandaise Grímsey, et est déplacée chaque année d’environ 14 mètres pour suivre la progression du cercle polaire.
Actuellement celui-ci se déplace vers le Sud, mais vers 2025 il reprendra sa course vers le Nord. Une oscillation Sud/Nord plus tard il quittera définitivement l’île en 2047 pour 20 000 ans,
durée que l’obliquité met pour revenir à la position actuelle et croître (au lieu de décroître actuellement).
Alors si cette oeuvre d’art au service de la science vous intrigue n’attendez pas trop ;)
© Studio Granda | Sources
La photo du jour a été prise par une membre de DéMesures, j’ai nommé Nadège ! On y voit un ruisseau d’eau chaude provenant d’un geyser proche. Le site étant localisé à plus de 4000m d’altitude, ce matin là il faisait encore -10°C, ce qui est largement suffisant pour geler l’eau de surface.
Cette semaine nous vous faisons voyager jusqu’aux tréfonds de l’altiplano, dans le Nord du Chili. Sur ce plateau entouré de volcans, situé à plus de 4280m d’altitude, on trouve un paysage surprenant où lamas et vigognes se promènent au milieu d’un champs de geysers : c’est le site unique au monde d’El Tatio.
L’eau émerge de ces geysers à des températures avoisinant les 100°C. Elle ne boue pas car au cours de sa remontée à travers le sol, cette eau s’est chargée en sels minéraux et en calcaire, ce qui augmente sa température d’ébullition par rapport à l’eau pure. Mais attention tout de même aux bulles qui éclatent occasionnellement, ça brûle ^^ ! Comme nous sommes à plus de 4000m d’altitude, tant que le soleil ne pointe pas au dessus des crêtes des volcans environnants, la température de l’air ne dépasse pas les -10°C ! L’eau ruisselant de la bouche du geyser a donc tendance à geler en surface au contact de l’air tandis que sa haute température et l’arrivée constante d’eau chaude a tendance à faire fondre cette couche de glace naissante : on assiste ainsi à une bataille “cinétique” (de “vitesse”) permanente entre le refroidissement de l’eau par le dessus pour former de la glace, et le réchauffement de la glace par en dessous pour fondre en eau. On remarque d’ailleurs que la glace se forme bien sur les bords du ruisseau, où l’épaisseur d’eau est faible et donc le refroidissement plus efficace. Au contraire elle ne tient pas au centre du ruisseau où l’épaisseur d’eau est plus importante, le courant plus fort et donc le refroidissement de l’eau moins efficace.
Sur les autres images vous avez le geyser entier, avec sa bouche d’eau bouillante bien visible. Remarquez ce magnifique mille-feuille de calcaire construit au fil des années, chaque éruption ajoutant une fine couche de minéraux précipités (solidifiés). Le ruisseau que nous avons observé s’écoule à droite de la bouche et sort du champs de la photo en descendant le monticule du geyser.
Les petits ruisseaux bordant les geysers jouent un rôle important dans le maintien d’écosystèmes locaux : l’eau chaude et chargée en sels minéraux permet le développement de communautés algaires qui ne survivraient pas dans les ruisseaux froids de ces montagnes et qui fournissent nourriture et sites de ponte à une multitude d’insectes, eux même constituant l’alimentation de prédateurs plus gros. Les geysers modifient ainsi drastiquement l’écosystème et la chaîne alimentaire locale.
Derrière cette image se cachait quelque chose que vous connaissez probablement tous, que vous y soyez accro ou non… Il s’agissait en effet de cristaux de caféine, une molécule retrouvée dans le café, mais aussi dans le thé ou certains sodas. Cette image en fausses couleurs, obtenue par microscopie électronique à balayage, a d’ailleurs été récompensée par les Wellcome Image Awards en 2012 !
Les cristaux de caféine que vous voyez sur cette image mesurent 40 microns de long, soit environ le diamètre d’un cheveu. Cette molécule (formule C8H10N4O2), est produite par certaines
plantes comme mécanisme de défense et peut tuer les insectes qui s’y frottent en les paralysant. Un pesticide naturel, en quelque sorte ! Le café et le thé, ses sources principales, sont
consommés depuis le Paléolithique pour leur effet stimulant. La caféine est en effet une substance psychoactive, c’est-à-dire qu’elle agit sur le système nerveux, tout comme peuvent le faire
l’alcool ou les drogues.Réduction de la sensation de fatigue, augmentation de l’humeur et des capacités intellectuelles, et même prévention potentielle de certains cancers… Autant de
propriétés qui ont pu être prêtées à la consommation régulière de café. Mais attention à ne pas trop en boire non plus, car l’excès de caféine peut vous exposer à de l’insomnie, des problèmes
cardiovasculaires voire à des troubles anxieux…Petite anecdote : caféine, théine, guaranine… Tous ces termes désignent une seule et même molécule ! Après avoir isolé séparément les molécules
utiles (appelées principes actifs) du café et du thé au 19ème siècle, les chimistes se sont rendus compte que ces derniers étaient en fait identiques. On peut se demander pourquoi avoir
conservé plusieurs noms dans le langage courant. Eh bien, il semblerait que ce soit essentiellement pour raisons publicitaires ;)
Plutôt thé ou café alors ? Bien que contenant toutes les deux de la caféine, ces boissons n’ont pas exactement le même effet sur vous : le thé contient, en plus de la caféine, une
substance appelée tanin, qui ralentit l’absorption de la caféine par l’organisme. Ceci entraine donc un effet stimulant plus diffus dans le temps que quand vous buvez du café.
Annie Cavanagh et David McCarthy
Pour aller plus loin: un
article en français et
un article en anglais
Et aussi : Smith, A. (2002). Effects of caffeine on human behavior. Food and Chemical Toxicology: An International Journal Published for the British Industrial Biological Research
Association, 40(9), 1243‑1255.
Cette MSciPic spéciale pour fêter nos 700 abonnés sur Facebook vous demandait de classer les trois images par ordre croissant de grandeur. Nous avions donc : 1) Reconstitution de fibres neuronales du cerveaux humain, 2) Vue satellite de nuit de l’Argentine centrale, et 3) Modélisation vue du pôle Nord des réseaux de rivières du monde entier
L’image 1 représente les fibres de matière blanche dans le cerveau humain. Ces fibres sont constitués des axones, les longs prolongements des neurones. Ceux-ci sont recouverts
par une couche de myéline, une substance lipidique permettant une propagation plus rapide des messages électriques le long des axones. C’est à cause de cette couche de lipides qu’on la nomme
matière blanche. La technique utilisée ici, nommée tractographie cérébrale par IRM de tenseur de diffusion, permet de mettre en évidence la direction dans laquelle les molécules d’eau
diffusent le plus rapidement. Elle permet de révéler les fibres au sein de différents tissus, ici les fibres des faisceaux neuronaux de la matière blanche, car l’eau diffuse
préférentiellement le long des fibres. Pour aller plus loin : les principes de l'IRM de diffusionCopyright: Thomas Schultz - Own work, CC BY-SA 3.0 L’image 2 vous aura peut-être rappelé un ancien #JeudidUlysse, et à raison ! Il s’agit d’une nouvelle photographie de nuit prise par un satellite de la NASA. Vous voyez ici l’Argentine et quelques une de ses villes
principales, et particulier Cordoba et Santa Fé. L’alignement et la régularité de l’espacement des villes vient directement du fait que celles-ci se sont construites autour des chemins de fer
et de leurs gares. Si maintenant la voiture a gagné en popularité, les trains ont laissé leur marque indélébile dans le paysage argentin. Pour aller plus loin : History Today (2017,
May 1) Railways in Argentina Accessed May 9, 2017.
NASA Earth Observatory (2017, April 12) Earth at Night: It’s the end of night as you know it; you’ll see fine.Copyright : NASA Earth Observatory
L’image 3, vous l’avez peut-être reconnue, est une ancienne MSciPic (25/01/2016). Toutes les rivières de la planète ayant un débit supérieur à 1m3/s sont modélisées et représentées sur cette carte vue du pôle Nord. Chaque couleur désigne un type physioclimatique, c’est-à-dire une combinaison de données climatiques (température, humidité…) et topographiques (élévation, pente…), tandis que la largeur du trait exprime l’amplitude du débit.
Pour les explications en vidéo (fr), c'est ICI. © Camille Ouellet Dallaire
MSciPic 07/02/2018
Pour vous voici une History Science Picture, car il s’agit de la toute première imagerie médicale aux rayons X, réalisée un peu par hasard par Wilhelm Röntgen le 22 décembre 1895 sur la main de sa femme, la tache noire au centre étant sa bague.
Il n’est pas rare qu’en Sciences, les plus grandes découvertes se fassent par hasard. C’est ce qui est arrivé au physicien allemand Wilhelm Röntgen.
Il était tranquillement en train de travailler dans le noir sur des expériences de rayons cathodiques, mettant en oeuvre des courants de particules appelées électrons au travers de
certains gaz qui deviennent alors fluorescents, quand tout d’un coup il observe des figures fluorescentes apparaître sur un carton recouvert d’un sel appelé platinocyanide de barium
(Ba[Pt(CN)4]). Intrigué, il décide donc de reproduire ses expériences avec cette fois une plaque photographique qui, après développement photographique, montre une image blanche aux endroits
frappés par des rayons comme la lumière, les UV ou les rayons X. Il recommence l’expérience avec différents objets placés entre le trajet des rayons et la plaque, même avec la main de sa
femme ! Il comprend alors qu’il observe son squelette et sa bague, et conclut donc à l’existence de rayons inconnus, nommés “X” (faute d’imagination), qui sont stoppés par les os et le métal,
mais traversent en partie la chair, créant cette ombre autour du squelette sur la photographie.
La découverte des rayons X vaudra à Wilhelm Röntgen le prix nobel de physique en 1901, et il n’est par rare en Allemagne ou d’autres pays d’Europe que ces rayons soient appelés
Röntgenstrahlung, ce qui signifie littéralement « rayons de Röntgen ».
Juste après leur découvertes, les rayons X rencontrèrent un grand effet de mode : tout le monde voulait son squelette en photo ! Ils étaient également employés partout, de l’utilisation
médicale chez les dentistes à des fins commerciales chez les vendeurs de chaussures (pour vérifier que la chaussure était à votre pointure). Puis la dangerosité de l’exposition récurrente à
ces rayons à forte dose fut universellement reconnue et leur utilisation se fit plus restreinte et mieux contrôlée. [Source]
MSciPic 31/01/2018
Nous voyons ici un gel de yaourt qui a gélifié entre deux plaques très proches. Les motifs sont les plis que forme le gel lors de la gélification dans un espace confiné.
Il s’agissait ici de yaourt et plus particulièrement d’un gel de caséine (protéine du lait) pur (contrairement au yaourt où il y a d’autres protéines). Mais cela n’explique pas pourquoi il y a de tels motifs. Pour ce travail, les physiciens se sont inspirés de la fabrication du yaourt pour créer des films minces de bio-gel (gel physique fabriqué à partir de composés biologiques). Dans une enceinte composée d’une lame et d’une lamelle de microscope séparées de 1 centième de millimètre, ils enferment une solution composée de caséine, et d’un acide provoquant une acidification progressive du milieu. Cette acidification provoque l’agglomération des caséines pour former un gel. Dès que ce gel a empli la cellule, il se détache des parois supérieures et inférieures et se contracte en quelques minutes en un mince film élastique et poreux, épais de quelques dizaines de microns, et séparé des plaques de verre par des couches d’eau. L’acidification se poursuivant, le film de gel regonfle au bout de quelques dizaines de minutes, développe alors un excès de surface et plisse. La disposition du film de gel en trois dimensions est reconstruite par microscopie con-focale, une technique d’imagerie donnant accès à l’épaisseur du gel et à sa position entre les deux plaques en tout point. L’image proposée ici est une photographie de ce liquide après gélification quasi-complète et les motifs en blanc sont les plis (comme ceux d’un tapis) dus au confinement.
Pour plus d’informations, vous pouvez consulter ces liens :
L’article publié sur ce sujet
(en anglais)
Une description faite par le CNRS
(en français)
Une description faite par le
laboratoire (en anglais)
Merci à Thomas Gibaud et Sébastien Manneville du Laboratoire du Physique de l’ENS De Lyon ainsi qu’à Mathieu Leocmach de l’institut Lumière Matière de l’Université Claude Bernard.
MSciPic 24/01/2018
Cette image a fait la une de la revue scientifique américaine PNAS le 13 Avril 2010. Elle représente des cristaux de glace de la banquise Arctique appelés “fleurs gelées”. Ils sont capables de libérer un composé chimique qui participe à la formation du trou dans la couche d’ozone !
Ces cristaux de quelques centimètres libèrent des quantités non négligeables de brome (Br) dans l’atmosphère pendant le printemps polaire. Tout comme le chlore (Cl), le brome est un
élément chimique très réactif du groupe des halogènes, et présent souvent dans la nature sous forme de sels, comme le sel de table (NaCl) ou le bromure d’argent (AgBr). Ces éléments sont
d’ailleurs utilisés pour désinfecter les eaux de piscines. Mais outre son utilité en été, le brome est capable de former des dérivés appelés “oxydes de brome”, qui détruisent l’ozone
atmosphérique nous protégeant des rayons ultraviolets. Le chercheur Denis Pöhler a mesuré des hautes concentrations d’oxydes de brome dans l’atmosphère bas de l’Arctique juste au-dessus de
l’océan glacé. Ces informations suggèrent que la formation du trou dans la couche d’ozone, majoritairement causée par les activités humaines, pourrait être amplifié par des processus
naturels.
Photographie : Denis Pöhler
Source : Denis Pöhler, Leif Vogel, Udo Frieß et Ulrich Platt (2010). Observation of halogen species in the Amundsen Gulf, Arctic, by active long-path differential optical absorption
spectroscopy, PNAS, 107 (15) 6582-6587, doi:10.1073/pnas.0912231107
Aujourd’hui nous vous présentons une photographie d’une tranche polie du plus grand séquoia pétrifié du monde, 2.26m de long sur 1.72m de large. Attention, on parle ici de bois pétrifié (ou fossilisé en jargon scientifique) car ce n’est plus du bois mais bien de la pierre !
Pourquoi avons-nous une tranche de roche qui ressemble comme deux gouttes d’eau à un arbre ?
L’arbre dont cette tranche est issue a subi un processus de pétrification : le bois a été progressivement remplacé par des minéraux, principalement de la silice (SiO2). Ce minéral se
retrouve dans de nombreux objets du quotidien puisque c’est le composant principal du verre.
Et en pratique, comment un arbre se pétrifie ?
De la même manière que tous les dinosaures ayant existé ne nous ont pas laissé leurs fossiles, tous les arbres anciens ne se sont pas transformés en pierre. Il faut des conditions très
particulières pour que la fossilisation ait lieu. Dans le cas particulier des arbres pétrifiés, il faut par exemple que des millions d’années auparavant, des arbres vivant se soient fait
recouvrir par une épaisse couche de cendres et débris volcaniques. Cette couche va priver les arbres d’oxygène et ainsi ralentir la décomposition. Enfin l’eau de pluie va transporter la
silice contenue en grande proportion dans les cendres jusqu’au bois, où ce minéral va s’accumuler dans les espaces vides laissés par la décomposition lente du tronc
Si la silice est le composant principal du verre, alors pourquoi on a ici différentes couleurs ?
Tout comme le verre du commerce, la présence d'éléments en infimes quantités tels que le fer ou le chrome donne cette diversité de couleurs. On appelle ces éléments des impuretés, car ils
ne font pas partie du cristal ou minéral pur.
Comment sait-on que c’est un Séquoia ?
La transformation de ce bois en minéraux (minéralisation) s’est faite tellement lentement que la structure interne du bois fut préservée, permettant aux scientifiques d’affirmer que c’est
un Séquoia, et même de déterminer l’âge de l’arbre en comptant les cernes ou anneaux. Celui-ci en comporte 816, il avait donc 816 ans avant de se retrouver enfoui sous des cendres
volcaniques.
Outre sa beauté, quel est l’intérêt pour les scientifiques?
Comme n’importe quel fossile, les arbres pétrifiés sont utiles aux chercheurs pour connaître l’environnement animal et végétal du passé et le comparer à notre monde actuel. En utilisant
des techniques chimiques appliquées à la géologie (ce que l’on appelle alors la géochimie), il est possible de connaître la date à laquelle cet arbre fut enfoui sous les cendres, et ici cela
s’est produit il y a 30 millions d’années.
Source : https://russellzuhl.com/pages/about
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