Ressources - OSU Institut Pytheas
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Selon une nouvelle étude menée par des scientifiques de l’Université Grenoble Alpes, du CNRS, de Sorbonne Université et d’Aix-Marseille Université, ainsi qu’au Portugal, en Belgique, en Allemagne et Norvège, les rivières atmosphériques les plus intenses provoquent des conditions extrêmes qui déstabilisent les plateformes de glace de la péninsule Antarctique. Leur étude sera publiée dans la revue Communications Earth & Environment le 14 avril 2022.
Voir en ligne : La brève sur le site du CNRS
Aujourd’hui, les glaciers de montagnes reculent dans presque toutes les régions du monde, mais comment ont-ils évolué autrefois ? Une équipe de recherche internationale a analysé l’évolution plurimillénaire de plus de 80 glaciers dans différentes régions du monde au cours de l’Holocène (les 11 000 dernières années). Elle a découvert que les glaciers tropicaux andins, alpins, nord-américains et groenlandais ont eu une même évolution à l’échelle millénaire au cours de cette période. Cependant, ce comportement diffère de celui observé en Himalaya, Patagonie ou encore en Nouvelle Zélande. Les auteurs montrent que les variations, au cours de l’Holocène, de la circulation océanique de retournement en Atlantique (nommée AMOC) pourraient largement expliquer cette différence.
Glaciers
Les glaciers en Bolivie (haut) et dans le N-E du Groenland (bas) ont connu la même évolution plurimillénaire au cours de l’Holocène : une avancée majeure autour de 11 000 ans, un retrait au milieu de l’Holocène, et une nouvelle avancée depuis 3000 ans.
Crédit : Vincent Jomelli / CEREGE
L’étude montre que les glaciers andins et leurs cousins du bassin nord atlantique étaient en crue lorsque l’intensité de la circulation océanique nord atlantique était faible, associée à des températures froides dans l’hémisphère nord et à de fortes chutes de neige dans la partie sud des tropiques au début de l’Holocène. L’intensité de l’AMOC s’est accentuée jusqu’au milieu de l’Holocène, provoquant un recul important de ces glaciers, pour à nouveau s’affaiblir au cours des derniers 3000 ans, favorisant à nouveau une phase de crue glaciaire. Les glaciers des autres régions du monde ont, quant à eux, connu une autre évolution.
Au cours des derniers 60 ans, bien que la circulation océanique semble être en train de ralentir, créant des conditions propices à la croissance des glaciers situés à proximité de l’océan atlantique nord et dans les Andes, les glaciers reculent ici comme ailleurs. Ceci est dû à l’impact des gaz à effet de serre d’origine anthropique qui supplante les effets de l’AMOC.
Voir en ligne : Le communiqué sur le site de l’INSU
La mousson d’été est un phénomène climatique majeur en Asie du Sud, dont les origines et l’évolution passée restent débattues. Elle s’exprime aujourd’hui par de fortes pluies sur le continent pendant l’été, associées à des vents intenses qui remontent le long des côtes Est-africaines et génèrent des remontées d’eau froides dans l’océan côtier (upwelling) qui favorisent la production biologique. L’évolution de cette production biologique au cours du temps, déduite à partir de l’analyse de carottes sédimentaires prélevées du fond des océans, est utilisée pour comprendre l’évolution des vents de la mousson passée. Les informations issues des carottes indiquent la mise en place des vents de la mousson moderne y a environ 13 millions d’années. Toutefois, les enregistrements continentaux indiquent l’existence de pluies saisonnières et intenses, typiques de la mousson en Asie du Sud, depuis au moins 40 millions d’années.
A l’aide du modèle de Système-Terre français IPSL-CM5A2 et du modèle de biogéochimie océanique PISCES, récemment adaptés pour l’étude des paléoclimats, un panel de simulations numériques a permis d’évaluer le lien entre l’évolution des vents et des pluies de mousson, des upwelling et de la géographie au cours du Miocène (entre -23 et -5 millions d’années). Les résultats obtenus montrent que la chronologie de l’évolution des vents et des précipitations est contrôlée par l’histoire géologique de différents reliefs autour de l’océan Indien, et suggèrent que les chronologies discordantes enregistrées dans l’océan et sur les continents traduisent la mise en place en deux temps du système de mousson moderne. Ainsi, les pluies intenses et saisonnières qui existent depuis au moins 40 millions d’années sont modulées par la formation du relief dans la région himalayenne. La distribution actuelle des vents et les upwelling se mettent en place vers 13 millions d’années, en réponse à la formation de relief à l’Est de l’Afrique et dans la région de l’Iran, et à la fermeture du passage maritime reliant l’océan Indien à la mer Méditerranée (passage de la Tethys).
Voir en ligne : L’actualité sur le site de l’INSU
Dans le Bassin Méditerranéen, les sociétés humaines et leur environnement ont co-évolué depuis plusieurs millénaires, en s’adaptant à des variations climatiques importantes. Très tôt, des villes se sont établies sur le littoral et ont prospéré grâce au commerce avec les campagnes environnantes et surtout avec les autres villes méditerranéennes. Il en a résulté cette spécificité méditerranéenne qui en fait la destination touristique la plus prisée du monde. Mais cette spécificité est-elle menacée par les changements globaux ?
La température moyenne annuelle augmente très vite en Méditerranée et surtout dans les villes là où réside la majorité de la population. Les vagues de chaleur – caractérisées par des températures diurnes et nocturnes nettement plus élevées que la normale durant plusieurs jours consécutifs – sont plus fréquentes et plus intenses qu’avant. Elles sont également plus intenses au cœur des villes à cause du phénomène d’ilot de chaleur urbain. Les villes anciennes avec leurs rues étroites leurs petites ouvertures et un bâti blanc réfléchissant permettaient d’atténuer l’effet des pics de chaleurs. En revanche, les villes modernes faites de béton et de verre permettent de s’en prémunir qu’au prix d’une climatisation électrique puissante, induisant une boucle de rétroaction positive sur le climat. Les vagues de chaleur sont responsables de taux de mortalité élevés provoquant des dizaines de milliers de décès prématurés, en particulier dans les grandes villes et parmi les personnes âgées. La morbidité et la mortalité liées à la chaleur ont été en partie réduites ces dernières années grâce à une protection plus efficace des personnes.
Au niveau des précipitations, on projette un allongement de la saison sèche estivale et une augmentation des pluies intenses hivernales. Le risque pour les ressources en eau est très important avec une diminution des précipitations de 2 à 15 % pour un réchauffement global de 2°C, la baisse maximale étant localisée au sud et à l’est du bassin. A la fin de l’été, les précipitations orageuses provoquent des inondations amplifiées par l’artificialisation des sols urbains et la déforestation particulièrement forte au sud. L’utilisation de l’eau domestique est déjà restreinte dans plusieurs pays méditerranéens. Les déficits hydriques sont exacerbés par les phénomènes démographiques et migratoires ainsi que par les limites et l’obsolescence des infrastructures de distribution d’eau. Plusieurs pays du nord sont parvenus à réduire les prélèvements domestiques en valeurs absolues alors que plusieurs pays du sud et de l’est affichent la tendance opposée. Une autre spécificité de la Méditerranée est sa quasi-absence de marées qui a permis aux habitants de construire des villes très proches de la mer. Avec un risque d’augmentation du niveau des océans de 37 à 90 cm en 2100, beaucoup de villes, d’infrastructures et de bâtiments patrimoniaux seront en danger de submersion d’ici la fin du siècle.
Du fait de ces constats, l’adaptation aux changements globaux revêt une importance particulière pour les villes méditerranéennes. Peu de villes méditerranéennes disposent de plans locaux en matière de climat qui prennent en compte l’atténuation et l’adaptation de manière conjointe. L’échange des connaissances et la promotion d’actions ambitieuses devraient permettre de nouvelles approches en matière de développement urbain. Comme les villes méditerranéennes densément peuplées sont d’immenses sources de carbone, il est urgent de mettre en place des modèles de croissance urbaine soutenable et de développer des villes vertes à faible émission de carbone.
Voir en ligne : Le site du Mediterranean Experts on Climate and environmental Change (MedECC)
Une équipe internationale d’astronomes a annoncé la deuxième découverte d’un système circumbinaire multiplanétaire. Les systèmes circumbinaires ont la particularité de contenir des planètes qui orbitent autour de deux étoiles au centre et non d’une seule, comme dans notre système solaire. Les chercheurs impliqués dans cette équipe sont notamment issus de l’université de Birmingham et du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (OSU Institut Pythéas / CNRS, AMU, CNES). Cette découverte est présentée dans le numéro de la revue Nature Astronomy du lundi 12 juin 2023.
La planète nouvellement découverte est appelée BEBOP-1c, d’après le nom du projet qui a recueilli les données. BEBOP signifie « Binaries Escorted By Orbiting Planets » (« Binaires escortés par des planètes en orbite »). Le système BEBOP-1 est également connu sous le nom de TOI-1338.
En 2020, une planète circumbinaire, appelée TOI-1338b, a été découverte dans le même système grâce aux données du télescope spatial TESS de la NASA. Cette planète a été détectée par la méthode du transit et a pu être observée parce qu’elle est passée à plusieurs reprises devant la plus brillante des deux étoiles. « La méthode du transit nous a permis de mesurer la taille de TOI-1338b, mais pas sa masse, qui est le paramètre le plus fondamental de la planète », explique l’auteur principal, le Dr Matthew Standing de l’université de Birmingham.
L’équipe BEBOP surveillait déjà ce système à l’aide d’une autre méthode de détection, appelée méthode Doppler ou méthode d’oscillation ou encore méthode des vitesses radiales qui repose sur la mesure précise de la vitesse des étoiles. « C’est cette même méthode qui a conduit à la première détection d’exoplanètes, pour laquelle les professeurs Mayor et Queloz ont reçu le prix Nobel en 2019 », rappelle le Dr Isabelle Boisse, co-auteur de l’étude et astronome-adjoint au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille.
À l’aide d’instruments de pointe installés sur deux télescopes situés dans le désert d’Atacama au Chili, l’équipe a tenté de mesurer la masse de la planète remarquée par TESS. Toutefois, malgré tous ses efforts et des années de travail, l’équipe n’y est pas parvenue, mais elle a détecté une deuxième planète, appelée BEBOP-1c, dont elle a pu mesurer la masse… mais pas encore la taille qu’ils vont maintenant tenter de mesurer par la méthode du transit.
« Seuls 12 systèmes circumbinaires sont connus à ce jour, et celui-ci n’est que le deuxième à abriter plus d’une planète. BEBOP-1c a une période orbitale de 215 jours et une masse 65 fois supérieure à celle de la Terre, soit environ cinq fois moins que celle de Jupiter », précise Alexandre Santerne, également co-auteur et astronome-adjoint au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille.
À l’heure actuelle, seules deux planètes sont connues dans le système circumbinaire TOI-1338/BEBOP-1, mais d’autres pourraient être identifiées à l’avenir, grâce à des observations similaires à celles réalisées par l’équipe. Bien que rares, les planètes circumbinaires sont importantes car elles permettent de mieux comprendre ce qui se passe lors de la création d’une planète.
« Les planètes naissent dans un disque de matière entourant une jeune étoile, où la masse se transforme progressivement en planètes », explique le Dr Isabelle Boisse. « Dans le cas des géométries circumbinaires, le disque entoure les deux étoiles. Lorsque les deux étoiles orbitent l’une autour de l’autre, elles agissent comme une pagaie géante qui perturbe le disque près d’elles et empêche la formation de planètes, sauf dans les régions calmes et éloignées de la binaire. Il est plus facile de repérer l’emplacement et les conditions de formation des planètes dans les systèmes circumbinaires que dans les systèmes à étoile unique comme le Soleil ».
Bien qu’elle n’ait pu observer la planète intérieure TOI-1338b, l’équipe a pu fixer des limites supérieures strictes à sa masse. On sait désormais que la densité de cette planète est très faible. Cette rareté la rend idéale pour des études plus approfondies à l’aide du télescope spatial James Webb. Si ces observations ont lieu, elles pourraient révéler l’environnement chimique dans lequel cette rare planète circumbinaire s’est formée.
| Pascale Delecluse, directrice de l’Institut national des sciences de l’Univers (INSU) du CNRS et Thierry Michal, directeur technique général de l’ONERA ont signé le jeudi 08 octobre une convention visant à renforcer leur coopération scientifique et technologique dans le domaine de l’optique adaptative pour l’observation astronomique. Le but est de développer des actions communes pour l’instrumentation des très grands télescopes gérés par l’Observatoire européen austral (ESO) et en particulier de réaliser conjointement les systèmes d’optique adaptative du programme E-ELT (European Extremely Large Telescope). |
Ce partenariat entre l’ONERA et le CNRS-INSU prévoit, pour une période de 10 ans renouvelable, que des équipes intégrées des deux établissements mettent en commun leurs recherches pour réaliser les premiers systèmes d’optique adaptative (OA) du futur E-ELT. Avec une résolution 10 fois supérieure à celle de Hubble, l’E-ELT et ses instruments scientifiques, tous équipés d’optique adaptative (OA), sera en 2025 le télescope le plus puissant au monde. La conception et le développement de ces OA vont représenter un défi scientifique et technologique encore supérieur à celui qui a permis de réaliser l’instrument SPHERE qui équipe actuellement le Very Large Telescope (VLT) au Chili, instrument déjà réalisé en commun par des équipes du CNRS et de l’ONERA.
La première application concrète de cette convention est la réalisation des deux modules d’optique adaptative d’HARMONI (High Angular Resolution Monolithic Optical and Nearinfrared Integral), l’un des trois premiers instruments de l’E-ELT. Cet objectif est porté par une équipe intégrée à Marseille regroupant des chercheurs, ingénieurs et techniciens du Laboratoire d’astrophysique de Marseille (LAM) et de l’ONERA. L’enjeu de leurs recherches est de rendre possible l’observation des toutes premières étoiles et galaxies de l’univers, l’étude des supernovae (explosion d’une étoile en fin de vie) primordiales ou encore la caractérisation des atmosphères autour de planètes extrasolaires.
La signature de cette convention entre le CNRS INSU et l’ONERA marque le renouvellement et le renforcement d’une aventure commune initiée il y a plus de 30 ans, et qui a déjà conduit à la réalisation de premières mondiales comme l’instrument COME-ON en 1989 jusqu’au succès actuel de SPHERE sur le VLT.