Enjeu majeur de préservation de la biodiversité la mer Méditerranée compte plus d’une centaine d’Aires marines protégées (AMP). Afin d’évaluer l’efficacité de ce réseau d’AMP, des chercheurs de l’IRD, du CNRS, de l’Université Montpellier 2, d’Aix-Marseille Université (AMU), de Mercator Océan et de l’Université du Québ ec ont pour la première fois quantifié un élément déterminant : le degré de connectivité entre ces aires. A partir de modèles biophysiques de dispersion larvaire et en étudiant le cas du mérou brun (Epinephelus marginatus), espèce emblématique locale, ils ont démontré que le réseau d’AMP est faible ment connecté, menaçant potentiellement la préservation d’espèces présentant des caractéristiques biologiques similaires. Les résultats de cette étude, qui s’inscrivent dans le cadre du programme « modélisation et scénarios de la biodiversité » animé par la Fondation pour la recherche sur la biodiversité (FRB), sont publiés dans la revue Plos One le 8 juillet 2013.
Persister face aux changements climatiques : l’importance des microrefuges en région méditerranéenne
Comment expliquer le maintien de populations végétales dans des régions hostiles à leur survie ? Dans une publication parue dans Global Change Biology, des scientifiques ont démontré que certains sites abritant des populations marginales pourraient être associés à des microrefuges. Ces zones de faible surface caractérisées par des conditions microclimatiques favorables à la survie de populations en dehors de leur aire de répartition pourraient ainsi modérer les conséquences du changement climatique actuel.
Les microrefuges ont eu une importance primordiale lors des précédentes périodes de changements climatiques, puisqu’ils ont permis la survie d’espèces dans des régions où le climat régional de l’époque ne permettait pas leur maintien. Ces sites seraient conditionnés par la présence d’un microclimat stable, relativement déconnecté du climat régional environnant et de ses fluctuations dans le temps. Ils ont ainsi constitué des territoires d’ultime persistance pour des populations d’espèces alors menacées de perdre l’ensemble de leur niche climatique. Dans le contexte actuel, les microrefuges pourraient atténuer les effets négatifs du changement climatique, en limitant les besoins migratoires de certaines espèces menacées, ne pouvant s’adapter ou migrer avec la même magnitude que le réchauffement global. Nombre d’études ont permis d’identifier et de quantifier l’influence de multiples facteurs topographiques et forestiers pouvant influencer le microclimat et ainsi favoriser la présence de microrefuges. Toutefois, l’hypothèse de l’existence d’un microclimat plus froid au sein des microrefuges restait à prouver.
- Oxalis acetosella en situation de microrefuge
- Crédit : K. Diadema
Pour ce faire, des scientifiques de l’Institut méditerranéen de biodiversité et d’écologie marine et continentale (IMBE – CNRS / Aix-Marseille Université / Avignon Université / IRD)) et du Conservatoire botanique national méditerranéen (CBNMed), soutenus par la Région Sud-Provence-Alpes-Côte d’Azur, ont adopté une démarche « ascendante » innovante, visant à étudier comment les populations actuellement en situation de microrefuges bénéficient de la forte singularité du paysage et des conditions environnementales locales pour subsister, et ce afin de mieux comprendre le fonctionnement de ces microsites si particulier.
L’objectif premier fut d’identifier des sites pouvant être assimilés aux microrefuges actuels d’une espèce, c’est-à-dire là où des populations se maintiendraient de manière isolée dans une région globalement inadaptée à leur survie. Pour se faire, l’étude s’est intéressée aux populations les plus méridionales du Pin de coucou (Oxalis acetosella L.), une espèce herbacée en limite d’aire de répartition dans la région méditerranéenne française. En se basant sur les relevés botaniques effectués par le CBNMed au sein de la région Provence-Alpes-Côte d’Azur, les scientifiques ont identifié les populations disjointes de l’aire de répartition de l’espèce les plus méridionales ainsi que celles situées à des altitudes exceptionnellement basses. Ces populations sont assimilées à des microrefuges actuels pour l’espèce considérée. Les caractéristiques climatiques, paysagères et écologiques de chacune de ces stations ont été comparées à celles d’un site témoin « voisin », situé à seulement 50 à 100 m de distance du microrefuge.
Protocole de suivi mis en place au sein des différentes stations de microrefuges actuels de l’espèce Oxalis acetosella au sein de la région Provence-Alpes-Côte d’Azur
Crédit : M. Finocchiaro
Cette étude montre que le climat au sein des microrefuges est systématiquement plus froid comparé au voisinage proche, phénomène d’autant plus accentué durant la période estivale. Les microrefuges exceptionnellement bas en altitude sont ceux exprimant les plus forts contrastes avec les sites voisins, avec des différences de températures moyennes journalières atteignant 1,1°C, et qui atteignent même 1,6°C en été pour les températures maximales. Ces sites, dits « abyssaux », sont généralement situés dans des dépressions topographiques et ils se caractérisent par un couvert forestier composé de feuillus leur permettant de bénéficier d’une inversion thermique tout au long de l’année. Les cortèges végétaux répondent clairement à ces contrastes microclimatiques, avec la présence d’espèces à optimums de températures et humidité plus froids et plus humides dans les microrefuges.
Ces résultats font état du lien fort entre microrefuge et microclimat, et mettent ainsi en avant les possibilités pour certaines populations de se maintenir dans des régions de plus en plus inhospitalières, et ce grâce à l’hétérogénéité du climat dans le paysage. La stabilité climatique de ces refuges floristiques reste toutefois à préciser, afin d’évaluer le potentiel de ces microsites à minimiser les impacts du réchauffement sur le long terme.
Voir en ligne : L’actualité sur le site de l’INEE
Une galaxie surprise en plein festin grâce à un projecteur lointain
Des astronomes, parmi lesquels Céline Péroux du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (CNRS, AMU) utilisant le Très Grand Télescope, le VLT, de l’ESO ont repéré une galaxie lointaine dévorant avec appétit le gaz environnant. Le gaz semble tomber en direction de la galaxie, créant un flux qui alimente la formation d’étoiles et entraîne la rotation de la galaxie. Il s’agit là de la meilleure preuve observationnelle de l’hypothèse selon laquelle les galaxies attirent puis absorbent la matière environnante afin de croître et de donner naissance à de nouvelles étoiles. Les résultats paraîtront dans l’édition du 5 juillet 2013 de la revue Science. |
Les astronomes ont toujours suspecté que la croissance des galaxies résultait de l’attraction de matière environnante, mais ce processus s’est avéré très difficile à observer directement. Le Très Grand Télescope – le VLT – de l’ESO a été récemment utilisé pour étudier le très rare alignement d’une galaxie lointaine 1 et d’un quasar – le centre extrêmement brillant d’une galaxie au sein duquel réside un trou noir supermassif – plus distant encore. Avant d’atteindre la Terre, la lumière en provenance du quasar traverse la matière qui environne la galaxie d’avant plan, ce qui permet d’étudier en détail les propriétés du gaz entourant la galaxie 2. Ces nouveaux résultats apportent le meilleur aperçu à ce jour d’une galaxie en plein festin.
« Ce type d’alignement est extrêmement rare et il nous a permis d’effectuer des observations uniques », nous confie Nicolas Bouché de l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), Toulouse, France, auteur principal du nouvel article. « Nous avons été en mesure d’utiliser le VLT de l’ESO pour sonder la galaxie elle-même ainsi que le gaz environnant. Ce qui nous a permis d’aborder une question essentielle relative à la formation des galaxies : comment les galaxies croissent-elles et comment alimentent-elles la formation d’étoiles ? »
Lorsqu’elles créent de nouvelles étoiles, les galaxies épuisent rapidement leurs réservoirs de gaz ; afin de poursuivre cette activité, elles doivent donc être continûment alimentées en gaz frais. Les astronomes suspectaient que l’attraction gravitationnelle du gaz froid environnant par la galaxie constituait la clé du problème. Dans ce scénario, une galaxie attire du gaz qui entoure ensuite la galaxie et tourne avec elle avant de tomber à l’intérieur. Bien que des preuves de l’existence de cette accrétion galactique aient déjà été collectées, le mouvement du gaz et ses autres propriétés n’avaient pas encore été totalement étudiés.
Les astronomes ont utilisé les instruments SINFONI et UVES 3 qui tous deux équipent le VLT de l’ESO situé à l’Observatoire de Paranal au nord du Chili. Les nouvelles observations ont livré de précieuses informations concernant la rotation de la galaxie ainsi que la composition et le mouvement du gaz environnant la galaxie.
« Les propriétés de ce vaste volume de gaz environnant étaient en accord parfait avec les propriétés attendues d’un gaz froid aspiré par la galaxie » nous révèle Michael Murphy (Université de Technologie de Swinburne, Melbourne, Australie), co-auteur de l’étude. « Le gaz se déplace comme prévu, en quantité prévue et sa composition est en accord total avec le modèle. C’est comme si l’heure du repas pour les lions d’un zoo avait sonné – cette galaxie est particulièrement vorace, et nous avons découvert de quoi elle se nourrit pour croître si rapidement. »
Les astronomes avaient déjà découvert l’existence de matière autour des galaxies de l’Univers jeune, mais c’est la toute première fois qu’ils ont été en mesure de prouver, sans la moindre ambigüité, que la matière se déplace vers l’intérieur et non vers l’extérieur de la galaxie, de déterminer également la composition de ce carburant frais nécessaire à la création des générations suivantes d’étoiles. Sans la lumière du quasar et l’effet de projecteur qu’il crée, ce gaz environnant serait demeuré indétectable.
« Dans ce cas précis, nous avons eu la chance que le quasar se situe dans l’alignement précis de la galaxie, de sorte que sa lumière traverse le gaz tombant sur la galaxie. La prochaine génération de télescopes géants permettra d’observer les galaxies sous de multiples angles et procurera donc une vision d’ensemble bien plus complète » conclut Crystal Martin (Université Santa Barbara de Californie, Etats-Unis), co-auteur de l’étude.
Des petites planètes en orbite autour d’étoiles naines rouges détectées par SPIRou et TESS
Depuis la découverte en 1995 d’une planète en orbite autour d’une étoile autre que le Soleil, les recherches en exoplanétologie révolutionnent notre connaissance des systèmes planétaires. Parmi les milliers de systèmes connus aujourd’hui, beaucoup possèdent des planètes n’ayant pas leur équivalent dans notre Système solaire. C’est le cas des exoplanètes de type sous‐Neptune et super‐Terre récemment découvertes par une équipe internationale autour d’étoiles naines rouges voisines du Soleil, et qui nous renseignent sur l’étonnante diversité des exoplanètes. Ces planètes ont été détectées avec le satellite TESS et l’instrument SPIRou, un spectropolarimètre installé au Télescope Canada‐France‐Hawaii et dont l’Observatoire de Haute‐Provence – OSU Institut Pythéas (CNRS / AMU) a contribué au développement.
Pendant longtemps, seules les planètes du Système solaire étaient connues et observées : quatre planètes géantes loin du Soleil, et quatre planètes telluriques (dont la Terre) plus proches de notre étoile. S’il semblait très probable depuis plusieurs siècles que beaucoup d’autres étoiles, si ce n’est toutes, hébergeaient elles aussi des planètes, celles‐ci restaient cependant inaccessibles à nos moyens d’observation. On ne savait donc pas si ces éventuelles exoplanètes existaient réellement, étaient similaires à celles du Système solaire, ou présentaient des propriétés différentes.
La situation a changé en 1995 avec la première détection d’une exoplanète, effectuée à l’Observatoire de Haute‐Provence par les astronomes Michel Mayor et Didier Queloz, récompensés par la suite par le Prix Nobel de physique. De nouveaux instruments ont depuis été développés ; ils ont permis la détection et la caractérisation de milliers d’exoplanètes, révolutionnant nos connaissances sur les systèmes planétaires, et notamment sur leur formation et leur évolution.
Parmi ceux‐ci, en France, un consortium scientifique a développé l’instrument SPIRou installé au Télescope Canada‐France‐Hawaii, sur la Grande île d’Hawaii. Il s’agit d’un spectropolarimètre fonctionnant dans le domaine infrarouge. Les équipe de l’OSU Institut Pythéas (CNRS, AMU, IRD, INRAE) à l’Observatoire de Haute‐Provence et au Laboratoire d’Astrophysque de Marseille ont notamment fortement contribué à son développement concevant et construisant son unité de calibration, puis en allant l’installer sur place. Il s’agit d’un dispositif essentiel à l’instrument ! De plus, le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille est impliqué scientifiquement dans la caractérisation de l’activité des étoiles afin de mieux y rechercher des planètes
SPIRou permet de rechercher des planètes autour d’étoiles moins massives, plus petites et moins chaudes que le Soleil, les naines rouges (leur température est comprise entre 2500 et 4000°, alors que le Soleil est à 5500°). Il permet également d’étudier l’activité magnétique de ces petites étoiles, qui sont les étoiles les plus nombreuses dans notre galaxie. Les équipes scientifiques utilisent notamment SPIRou pour caractériser les candidats planètes (les objets susceptibles d’être des planètes) qui ont été identifiés autour d’étoiles naines rouges par le satellite TESS de la NASA, et qui doivent être observés du sol pour établir leur nature. L’extrême stabilité de SPIRou permet en particulier de détecter les minuscules mouvements d’une étoile induits par une planète qu’elle héberge, et d’en déduire la masse d’une telle exoplanète ‐ un tour de force pour cet instrument cryogénique refroidi à la température de l’azote liquide (‐200°).
C’est dans le cadre des programmes scientifiques menés avec SPIRou qu’une équipe internationale, dans laquelle plusieurs laboratoires CNRS‐INSU sont fortement impliqués et notamment au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, a mené une étude ayant permis la découverte et la caractérisation d’une nouvelle planète baptisée TOI‐1695b. À peine deux fois plus grosse et six fois plus massive que la Terre, elle fait le tour de son étoile naine rouge en seulement trois jours. Un peu moins grosse que Neptune (d’où sa désignation de sous‐Neptune), cette nouvelle planète a une densité légèrement inférieure à celle de la Terre, et une température plus élevée de quelques centaines de degrés. Son atmosphère contient très probablement de grandes quantités d’hydrogène, d’hélium et de vapeur d’eau. Cette découverte va notamment aider les scientifiques à mieux comprendre comment de telles planètes, absentes de notre Système solaire, peuvent devenir au cours de leur formation des planètes gazeuses pour certaines, ou des planètes rocheuses pour d’autres.
Il y a quelques semaines, la même équipe avait annoncé la découverte et la caractérisation de la super‐Terre TOI‐1452b et de la sous‐Neptune TOI‐1759b, également en orbite autour d’étoiles naines rouges. La taille de ces nouvelles planètes est comprise entre 1,7 et 3,1 fois celle de la Terre, et leurs masses entre 5 et 7 fois celle de la Terre. Il s’agit donc de planètes intermédiaires entre la Terre et Neptune, mais beaucoup plus proches de leurs étoiles hôtes. Ces découvertes confirment que de telles planètes, bien qu’inexistantes dans le Système solaire, sont très abondantes dans notre galaxie.
- L’instrument SPIRou
- Crédit : Sébastien Chastanet, OMP/IRAP/CNRS, 2018
Voir en ligne : Le communiquué sur le site de l’INSU
Trois planètes occupent la zone habitable de l’étoile Gliese 667C voisine de notre soleil
L’étoile Gliese 667C n’a pas fini de dévoiler ses secrets … Une équipe d’astronomes vient en effet de mettre en évidence que trois exoplanètes de type super-Terres étaient en orbite dans la zone habitable autour de cette étoile… Cette découverte a notamment été possible grâce à l’Instrument HARPS. Cet instrument chasseur de planètes de l’ESO, inégalé dans sa catégorie à ce jour, a été conçu avec une importante participation française…dont des chercheurs et ingénieurs du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille et de l’Observatoire de Haute Provence. |
Une équipe d’astronomes a combiné de nouvelles observations de Gliese 667C avec des données existantes issues de l’instrument HARPS qui équipe le télescope de 3,6 mètres de l’ESO au Chili, et en a déduit l’existence d’un système composé d’au moins six planètes. De plus, trois de ces planètes se révèlent être des super-Terres dont l’éloignement de leur étoile permet d’envisager l’existence d’eau liquide à leur surface, ce qui en fait de possibles candidates à l’habitabilité. Il s’agit là de la toute première découverte d’un système doté d’une zone habitable bien remplie.
L’étoile Gliese 667C a fait l’objet de nombreuses études. Dotée d’une masse équivalente au tiers de la masse du Soleil, elle appartient à un système stellaire triple noté Gliese 667 (ou bien encore GJ 667) situé à 22 années-lumière, dans la constellation du Scorpion. Elle se situe donc dans le voisinage immédiat de notre Soleil, à bien plus grande proximité que les systèmes d’étoiles étudiés au moyen de télescopes tel que le télescope spatial chasseur d’exoplanètes Képler.
Des études antérieures de Gliese 667C ont montré que l’étoile abrite trois planètes (eso0939, eso1214) dont l’une se situe en zone habitable. Une équipe d’astronomes menée par Guillem Anglada-Escudé de l’Université de Göttingen en Allemagne et Mikko Tuomi de l’Université de Hertfordshire au Royaume-Uni, a récemment réexaminé le système au moyen de nouvelles observations effectuées par l’instrument HARPS et de données issues d’autres télescopes 1 et a ainsi complété le tableau existant. Ils ont trouvé les preuves de l’existence de sept planètes autour de l’étoile 2. Ces planètes sont en orbite autour de la troisième étoile la plus faible d’un système stellaire triple. Les deux autres soleils constitueraient une paire d’étoiles très brillantes visibles en plein jour et aussi lumineuses que la pleine Lune durant la nuit. Les nouvelles planètes viennent compléter la zone habitable de Gliese 667C – il n’existe pas en effet d’autre orbite planétaire stable située à une distance appropriée de l’étoile.
« Nous savions, d’après des études antérieures, que l’étoile était entourée de trois planètes, nous voulions donc vérifier l’éventuelle existence d’autres planètes », nous dit Tuomi. « En ajoutant de nouvelles observations et en revisitant les données existantes, nous avons été en mesure de confirmer l’existence de ces trois corps et d’en découvrir de nouveaux. Trouver trois planètes de faible masse dans la zone habitable de l’étoile s’est révélé être très excitant ! »
Trois de ces planètes se sont avérées être des super-Terres – des planètes plus massives que la Terre mais moins massives que des géantes telles qu’Uranus et Neptune – qui occupent la zone habitable de l’étoile, une mince bande située autour de l’étoile et au sein de laquelle l’eau est susceptible d’être présente à l’état liquide si les conditions sont propices. C’est la toute première fois que trois planètes de ce type ont été repérées dans cette zone d’un même système 3.
« La probabilité de trouver des planètes potentiellement habitables dans notre galaxie est d’autant plus grande que plusieurs d’entre elles sont en orbite autour d’une seule et même étoile de faible masse – nous savons à présent qu’il nous suffit d’observer une seule étoile pour découvrir plusieurs planètes plutôt que d’observer dix étoiles à la recherche d’une seule planète potentiellement habitable » ajoute Rory Bames (Université de Washington, Etats-Unis), co-auteur de l’étude.
Les systèmes compacts qui entourent des étoiles semblables à notre Soleil sont abondants dans la Voie Lactée. Les planètes qui sont en orbite à proximité d’une étoile hôte de ce type sont très chaudes et certainement inhabitables. Mais cela n’est pas le cas des étoiles plus froides telles que Gliese 667C. Dans ce cas, l’intégralité de la zone habitable se situe à l’intérieur d’une orbite de dimension semblable à celle de Mercure, à plus grande proximité de l’étoile hôte donc. Le système Gliese 667C constitue le premier exemple d’un système constitué d’une étoile de faible masse et de planètes vraisemblablement rocheuses situées dans la zone habitable.
Le scientifique de l’ESO responsable de l’instrument HARPS, Gaspare Lo Curto, ajoute : « Ce passionnant résultat a été en grande partie obtenu grâce à la puissance de HARPS, de son logiciel associé, et souligne toute l’importance des archives de l’ESO. Il est très gratifiant de voir plusieurs groupes de chercheurs indépendants exploiter cet instrument unique et atteindre la précision ultime ».
Et Anglada-Escudé de conclure : « Ces nouveaux résultats montrent à quel point il peut être intéressant de procéder à une nouvelle analyse de données et de combiner les résultats obtenus par différentes équipes au moyen de divers télescopes ».
Transition Eocène-Oligocène : le potentiel des archives sédimentaires issues des bassins lacustres
Dans le sud-est de la France, des connexions entre les bassins lacustres salins et le milieu marin durant la période -38 à -23 Ma étaient envisagées. Pour contraindre la provenance et les voies d’intrusion des eaux salées dans ces lacs, une équipe pluridisciplinaire impliquant des scientifiques du CNRS-INSU (voir encadré), a procédé à de nouvelles datations, des analyses de pollens et de microfossiles, couplées à des analyses géochimiques sur les évaporites.
Ces différentes analyses ont précisé la chronologie du remplissage du fossé de la Vistrenque en Camargue et prouvé les incursions marines dans les systèmes lacustres salins camarguais et languedociens pour la période considérée. Dans leurs reconstitutions des géographies passées, les chercheurs suggèrent deux voies d’incursions marines en provenance de la mer alpine à l’Eocène supérieur et au Rupélien (Cf. Image). A l’Oligocène supérieur, l’effondrement du segment des Pyrénées situé à l’emplacement de l’actuel Golfe du Lion, a permis à la mer de s’engouffrer en Camargue par le Sud à la faveur de l’ouverture de la Méditerranée occidentale.
Dans cette étude, les assemblages floristiques mis en évidence par l’identification botanique et le comptage des grains de pollen ont permis de reconstituer la végétation et son étagement aux abords des systèmes lacustres. Par exemple, ces chercheurs montrent l’existence à l’Eocène supérieur d’une mangrove bordant des forêts sclérophylles [1] sempervirentes qui seront relayées à l’Oligocène inférieur par des associations végétales ouvertes à Ephedra [2] développées sous climat plus sec. De plus, une baisse des précipitations et des températures annuelles moyennes a été mise en évidence au début de l’Oligocène et documente ainsi une période brève mais significative de refroidissement et d’aridification du climat qui correspond en milieu continental à la dégradation climatique majeure de la transition greenhouse-icehouse. Ces résultats illustrent le potentiel des archives sédimentaires issues des bassins lacustres dans l’étude de cette période charnière de l’histoire du climat de la Terre.
Paléogéographie du sud-est de la France restituée à la fin du Priabonien ( 34 Ma).
Crédit : Cf Sources