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Nos océans, matière extraterrestre

Contrairement aux idées reçues, l'atmosphère et les océans n'ont pu se former à partir des vapeurs émises lors d'un volcanisme intense à l'aube de notre planète. Pour Francis Albarède du Laboratoire des sciences de la Terre (CNRS / ENS Lyon / Université Claude Bernard), l'eau ne fait pas partie de l'inventaire initial de la Terre mais provient de l'agitation entretenue dans le Système Solaire externe par les planètes géantes. Des astéroïdes couverts de glace sont ainsi parvenus sur Terre une centaine de millions d'années après la naissance des planètes. L'eau serait donc extraterrestre, tardive, et sa présence aurait facilité la tectonique des plaques avant même l'apparition de la vie. Les conclusions de l'étude menée par Francis Albarède font l'objet d'un article publié le 29 octobre dans la revue Nature.

Les agences spatiales l'ont bien compris, qui parle de vie parle d'eau. Il y a 4,5 milliards d'années, la Terre a reçu en héritage suffisamment d'eau pour que des océans se forment et que la vie trouve les niches favorables dans les mers et sur les continents nés de la tectonique des plaques. En regard, la Lune et Mercure sont des déserts secs et mortellement froids, Mars s'est asséchée très vite et la surface de Venus est un enfer brûlant.

D'après nos livres, l'océan et l'atmosphère se sont formés à partir des gaz volcaniques et l'intérieur de la Terre est la source des éléments volatils. Or, les roches du manteau sont pauvres en eau (les géochimistes évaluent sa concentration à deux centièmes de pourcent). Il en est de même sur les planètes sœurs de la Terre (Vénus et Mars). Principale raison avancée par Francis Albarède, lors de la formation du Système Solaire, la température ne serait jamais descendue suffisamment bas entre le Soleil et l'orbite de Jupiter pour que les éléments volatils puissent se condenser avec le matériau planétaire. L'arrivée de l'eau sur Terre correspondrait donc à un épisode tardif de l'accrétion planétaire.

Il est admis que les planètes terrestres se forment en quelques millions d'années par agglomération d'astéroïdes (de taille kilométrique) puis de proto-planètes (de la taille de Mars). L'arrivée du dernier de ces gros objets correspond à l'impact lunaire 30 millions d'années après la formation du Système Solaire. Dans un premier temps, ce remue-ménage se fait entre objets planétaires localisés en deçà de la ligne de neige, c'est-à-dire entre le Soleil et la ceinture des astéroïdes. Cet espace balayé par les vents électromagnétiques du jeune Soleil est alors trop chaud pour que l'eau et les éléments volatils s'y condensent.

La livraison majeure des éléments volatils sur notre planète correspondrait à un phénomène qui s'est déroulé quelques dizaines de millions d'années après l'impact lunaire : il s'agit du grand nettoyage du Système Solaire externe initiées par les planètes géantes. Du fait de leur très forte gravité, celles-ci envoient dans toutes les directions, y compris la nôtre, les derniers gravats planétaires couverts de glace. Pénétrant dans le manteau par la surface, l'eau aurait alors ramolli la Terre et réduit la tension à laquelle les matériaux se brisent. La tectonique des plaques débute alors, et avec elle, l'émergence des continents, conditions probablement nécessaires à l'apparition de la vie. Mars s'est asséchée avant que l'eau n'arrive à pénétrer en profondeur et, en ce qui concerne Vénus, personne ne sait quelles étaient les conditions avant le violent remodelage de sa surface, il y a 800 millions d'années, par un volcanisme intense.

À l'heure où l'on commence à explorer sérieusement l'habitabilité des planètes extra-terrestres, comprendre ce qui a fait de la Terre le seul havre qui abrite la vie est une question primordiale.

Photo-Ocean

© Francis Albarède.

Tentative de reconstruction chronologique de l'accrétion de la Terre (1)



Notes :

(1) Les éléments indiqués en brun (U symbolise l'uranium, Pb le plomb, Hf l'hafnium, W le tungstène, I l'iode et Xe le xenon) sont utilisés pour dater précisément les événements. Une première phase (T Tauri phase) correspond à un épisode de fortes radiations électromagnétiques qui a interrompu l'accrétion des matériaux planétaires. Puis, l'arrivée de matière planétaire a permis l'accrétion de protoplanètes. Collisions après collisions, les planètes se sont ainsi formées avec leurs masses actuelles ; la dernière collision a donné naissance à la Terre et à la Lune (30 millions d'années après la formation du Système Solaire). Le chronomètre Hf-W date la séparation métal-silicate, c'est-à-dire la séparation noyau-manteau. Un apport tardif et lointain (au-delà de 2,5 unités astronomiques) d'astéroïdes chondritique, entre 80 et 130 millions d'années après la formation du Système solaire, aurait notamment véhiculé des matériaux contenant de l'eau et des éléments volatils à partir desquels se seraient formés les océans.

Références :

Volatile accretion history of the terrestrial planets and dynamic implications. Francis Albarède. Nature. 29 octobre 2009.

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iPhone

La Nasa offre la possibilité d'observer la Terre à partir de son téléphone

WASHINGTON - L'agence spatiale américaine, la Nasa, a annoncé vendredi une application gratuite téléchargeable sur les iPhone et iPod Touch d'Apple qui permet de voir les images prises par certains satellites en orbite autour de la Terre.

Photo diffusée par la Nasa le 31 juillet 2007 du globe terrestre.

AFP/Archives/Ho

Photo diffusée par la Nasa le 31 juillet 2007 du globe terrestre.

En choisissant par exemple de suivre la trajectoire de la Station spatiale internationale, le possesseur d'iPhone ou d'iPod Touch peut non seulement voir le dessin de son itinéraire, mais aussi les images.

Il peut aussi accéder aux comptes à rebours de la Nasa, à une galerie de photos et vidéos, et à bien d'autres informations mises en ligne par l'agence.

"C'est une façon facile et intéressante offerte au public d'appréhender l'exploration de l'espace", a souligné Gary Martin, un responsable de la communication de la Nasa.

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L'Europe regarde vers la Lune et Mars

Un cratère de Mars, photographié en 2007 (AP).

Un cratère de Mars, photographié en 2007 (AP). Crédits photo : ASSOCIATED PRESS

Pour Valérie Pécresse, «l'exploration spatiale doit être un projet du genre humain».

L'Europe doit-elle participer au retour annoncé (vers 2020) de l'homme sur la Lune puis à la conquête de Mars ? Ou devra-t-elle se contenter de regarder les Américains, les Russes, mais aussi les Chinois et les Indiens, poursuivre - ou se lancer - dans l'aventure sans elle ? Pour la première fois, les ministres de l'Espace des 27 pays membres de l'Union européenne, plus la Suisse et la Norvège, se sont réunis hier à Prague pour débattre de ces questions et tenter de dégager une «vision commune».

Si l'Europe a déjà de belles réalisations à son actif en matière d'exploration spatiale (laboratoire Columbus, vaisseau cargo ATV, sondes Mars Express et Venus Express), la décision d'envoyer ou non des hommes sur notre satellite ou sur la planète rouge ne peut se prendre qu'à un haut niveau politique. C'est bien le président John F. Kennedy, et non la Nasa, qui a décidé, en 1961, qu'un Américain marcherait sur la Lune avant la fin de la décennie. Sauf qu'en 2009, en Europe, une telle volonté ne peut être celle d'un seul homme, mais le résultat d'un accord entre 29 pays qui composent l'Union européenne ou adhèrent à l'Agence spatiale européenne (ESA). Ce qui complique évidemment les choses.

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De la terre ferme découverte

De la terre ferme découverte pour la première fois au-delà du système solaire

WASHINGTON - Des astronomes ont découvert pour la première fois une exoplanète rocheuse au-delà du système solaire, baptisée Corot-7b, sur laquelle il serait possible de marcher s'il n'y faisait pas une chaleur aussi étouffante. La température s'y élève en effet à environ... 2.000 degrés Celsius.

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En cherchant des signes de vie du côté des étoiles, les scientifiques ont repéré plus de 300 planètes hors du système solaire. Mais il ne s'agissait jusqu'à présent que de boules de gaz. Ou alors il était impossible de prouver qu'elles étaient solides. Or une équipe d'astronomes européens vient de confirmer l'existence d'une exoplanète rocheuse, selon l'Organisation européenne pour la recherche astronomique depuis l'hémisphère sud (ESO).

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L'Attraction de l'espace

L'Attraction de l'espace - Au fond de l'inconnu pour trouver du nouveau !

Autour du thème universel de la conquête de l'espace imaginaire ou réelle, l'exposition met en dialogue des œuvres d’artistes, de photographes, d'architectes, de designers avec des travaux ou des outils scientifiques. Cette invitation au voyage s'attache à l’éternelle poursuite d’absolu, aux tentatives incessantes d’exprimer l’inaccessible qui se manifestent dans les œuvres de certains parmi les plus grands artistes en regard des progrès scientifiques depuis la fin du XIXe siècle jusqu'à nos jours.


Expositions de rentrée
L’attraction de l’espace - Au fond de l’inconnu pour trouver du nouveau !

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Flambant neuf, le télescope Hubble envoie de nouvelles images du cosmos

WASHINGTON — Hubble, le premier télescope spatial, qui a révolutionné l'astronomie et a été refait à neuf en mai, a transmis de nouvelles images spectaculaires de galaxies lointaines, présentées mercredi par la Nasa.

Les photos les plus remarquables, prises avec quatre des six instruments de Hubble, montrent une nébuleuse en forme de papillon, un amas stellaire très dense et une colonne de gaz et de poussière appelée "pilier de la création", selon le nom donné à des berceaux d'étoiles en formation.

"Ceci marque un nouveau départ pour Hubble", relève Ed Weiler, directeur associé de l'Agence spatiale américaine et responsable des missions scientifiques.

Le télescope, mis sur orbite en 1990, "a été complètement refait à neuf et est maintenant plus puissant qu'il ne l'a jamais été avec de bons équipements lui permettant de rester opérationnel pendant la prochaine décennie", ajoute-t-il dans un communiqué.

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Des exolunes habitables seront-elles repérées par Kepler ?

Notre galaxie pourrait abriter des milliers, voire des millions, d’exolunes habitables en orbite autour de planètes géantes. C'est l'avis d'un chercheur de l’University College London, qui pense que Kepler, télescope spatial de la Nasa, pourrait les détecter dans un rayon de seulement quelques centaines d’années-lumière.

Dans les œuvres de science-fiction, l’évocation d’une planète tournant dans un système solaire double n'est pas rare, à l'instar du célèbre double coucher de soleil sur la planète Tatouïne dans Star Wars. Récemment, les observations de Spitzer ont permis à plusieurs astrophysiciens d’affirmer que des planètes devaient bien exister dans des systèmes binaires et que cette situation est probablement la règle et pas l’exception.

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Du propane en abondance sur Titan

Selon les scientifiques, il y aurait environ 700 millions de barils de propane sur le plus grand satellite de la planète Saturne.

 

Les chercheurs espèrent pouvoir détecter sur Titan des molécules organiques plus complexes. (Crédits photo : Nasa)
Les chercheurs espèrent pouvoir détecter sur Titan des molécules organiques plus complexes. (Crédits photo : Nasa)

Depuis sa découverte par l'astronome hollandais Christiaan Huygens en 1655, Titan, la plus grosse lune de la planète Saturne, n'en finit pas d'attiser la curiosité des scientifiques. Non seulement son épaisse atmosphère l'a longtemps auréolée de mystère, mais ce lointain astre gelé, situé à 1,3 milliard de kilomètres de la Terre, présente avec cette dernière de troublantes analogies. Que les observations effectuées depuis 2004 par le satellite américain Cassini et la petite sonde européenne Huygens ne font que renforcer.

Ainsi, on sait aujourd'hui avec certitude que le méthane et l'éthane liquéfiés par le froid plus que sibérien qui règne à sa surface (- 185 °C en moyenne !) jouent sur Titan un rôle semblable à celui de l'eau sur Terre. Avec des vents et des pluies de méthane ou d'éthane qui façonnent sa surface, creusant des ravins, formant des côtes, des fleuves ainsi que de véritables lacs dont l'existence a été formellement attestée il y a un peu plus d'un an. Du coup, les scientifiques se demandent si Titan n'abrite pas une chimie organique complexe basée sur ces petits hydrocarbures, à l'instar de ce qui a prévalu sur Terre avec l'eau, il y a plusieurs milliards d'années, avant même l'apparition de la vie. La dernière découverte effectuée par le spectromètre à infrarouges (CIS) de Cassini pourrait apporter de l'eau à leur moulin.

 

«150 milliards de barbecues»

Les chercheurs qui travaillent autour de cet instrument viennent de déterminer précisément la quantité de propane (un hydrocarbure formé de trois atomes de carbone, contre deux pour l'éthane et un seul pour le méthane) présente dans l'atmosphère de Titan. «Il y a là de quoi faire fonctionner environ 150 milliards de barbecues !» plaisantait vendredi l'un deux, Conor Nixon, chercheur à l'université du Maryland, en référence au Labour Day célébré aujourd'hui outre-Atlantique. Lors de cette fête traditionnelle, les Américains ont en effet l'habitude de faire leur cuisine avec un barbecue alimenté, le plus souvent, avec du… propane. Il est vrai qu'en plus de la cuisson des saucisses, des travers de porcs ou des T-bones, ce gaz est communément utilisé sur Terre pour faire marcher les chariots élévateurs, les gazinières, certaines chaudières domestiques, sans parler des lance-flammes ou des montgolfières.

Il en va bien sûr autrement dans la banlieue de Saturne. Si la présence du propane sur Titan a été attestée pour la première fois en 1980 par la sonde de la Nasa, Voyager 1, personne n'était parvenu jusqu'à présent à évaluer précisément son abondance. C'est maintenant chose faite. «Nous estimons qu'il y a environ 700 millions de barils de propane sur Titan, poursuit le truculent Conor Nixon. Soit de quoi remplir 6 milliards de bombonnes de gaz liquéfié de 10 kg chacune. Cela peut sembler énorme, mais ne représente que 18 mois de la consommation totale des États-Unis en propane.»

L'enjeu est bien évidemment ailleurs. En connaissant précisément la quantité de ce gaz dans l'atmosphère titanienne (composée d'azote à plus de 98 %, contre 78 % sur Terre), les chercheurs espèrent pouvoir détecter des molécules organiques plus complexes. «La signature du propane dans l'infrarouge est en effet très proche de celle de plusieurs molécules que l'on s'attend à découvrir dans l'atmosphère de Titan», précise la Nasa dans un communiqué. Il s'agit notamment des pyrimidines qui entrent dans la composition de nombreuses molécules biologiques, comme les bases azotées de notre ADN. «Si nous pouvions en déceler sur Titan, ce serait très important», se prend à rêver Conor Nixon…

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