Communiqué de presse

Les origines de Titan et d’Encelade enfin dévoilées

15 mars 2021 by osuadmin

Une équipe internationale de chercheurs vient de déterminer l’origine des briques constitutives de Titan et d’Encelade, les lunes de Saturne les plus intéressantes d’un point de vue astrobiologique, et qui font actuellement l’objet de plusieurs projets d’exploration robotique. Leur travail a permis d’apporter de nouvelles contraintes sur les conditions de formation des solides nécessaires à la construction de ces lunes.

La composition des lunes de Saturne est déterminée par l’emplacement des lignes de condensation (ou lignes des glaces) des divers composés volatils au sein de sa subnébuleuse – disque de gaz et de poussières apparu autour de la planète géante au terme de sa formation. En simulant l’évolution thermodynamique de ce disque et le transport des principales espèces chimiques en son sein, les scientifiques ont montré que les briques constitutives de Titan et d’Encelade se sont agglomérées entre la ligne de glace de monoxyde de carbone et celle correspondant à la cristallisation de l’hydrate de méthane, sorte de glace composée de cages d’eau emprisonnant certains composés volatils.

Les chercheurs ont également démontré que la subnébuleuse de Saturne avait bénéficié d’un approvisionnement constant en nouveaux solides pour former les lunes. En l’absence d’un tel approvisionnement, les solides seraient tombés sur Saturne avant qu’ils n’aient eu le temps de participer à la formation des lunes environnantes. L’emplacement idéal de cette source de solides dans la subnébuleuse de Saturne était localisé plus loin que les orbites actuelles de Titan et d’Encelade.

Ce résultat permet à l’équipe de chercheurs de suggérer que les briques constitutives de Titan et d’Encelade se sont agglomérées plus loin que leurs orbites actuelles autour de Saturne. L’étude démontre aussi l’intérêt d’envoyer une mission robotique dédiée à la mesure de la composition chimique et isotopique de ces lunes afin de mieux connaitre leurs conditions de formation.


Zone de formation des briques constitutives de Titan et d’Encelade dans la subnébuleuse de Saturne.: Crédit : Sarah E. Anderson

Voir en ligne : La brève sur le site de l’INSU

Séisme du 29 décembre 2020 en Croatie : les premières observations de terrain

16 mars 2021 by osuadmin

Une équipe composée d’une vingtaine de chercheurs européens s’est rendue sur le lieu du séisme de magnitude 6,4 qui s’est produit le 29 décembre 2020 en Croatie. La zone épicentrale est située à 40 km au sud de Zagreb, capitale du pays. Leurs observations montrent que ce séisme a engendré une rupture co-sismique (3 à 40 cm de déplacement observé) sur une faille décrochante dextre, la faille de Petrinja, située sur le bord ouest du bassin sédimentaire Pannonien. Cela signifie que la surface terrestre s’est disloquée sous l’effet de la propagation des ondes sismiques et que, de part et d’autre du plan de faille, les compartiments rocheux ont coulissé de gauche et à droite. En Europe, il existe très peu d’exemples de ruptures co-sismiques visibles dans le paysage.

Les ruptures de surface observées se localisent le long d’une faille ayant une signature morphologique claire, marquée par plusieurs décalages dextres cumulés d’amplitudes allant de 5-6 m à environ 200 m. Ces décalages suggèrent une activité Quaternaire à Holocène, potentiellement associée à des séismes similaires. L’activité de cette faille était jusqu’à présent très peu connue, bien qu’un séisme majeur de magnitude 5,8 ait eu lieu en 1909 à environ 30 km au nord-ouest de Petrinja. L’ensemble du Bassin Pannonien s’est structuré lors de phases géodynamiques distinctes depuis le début du Miocène il y a environ 25 millions d’années (Fodor et al., 1999), exprimées aujourd’hui par un héritage tectonique important, avec de nombreuses failles d’orientations variables. L’activité sismogénique actuelle reflète très probablement une phase géodynamique très récente (essentiellement Quaternaire, Bada et al., 2007), dont l’expression géologique est « noyée » dans les phases plus anciennes. L’occurrence des séismes de 1909 et 2020 illustre donc la nécessité de cartographier rigoureusement les failles actives de cette région et de contraindre leur potentiel sismogénique. Si le séisme du 29 décembre confirme la capacité de la faille de Petrinja à générer des séismes de magnitude 6.5 (Basili et al., 2013), sa vitesse estimée entre 0,08 et 0,2 mm/an par la base de données européenne (EDSF) reste aujourd’hui peu contrainte.

Cette mission, qui a bénéficié du soutien financier de l’INSU dans le cadre de la cellule post-sismique, marque le début d’une collaboration à plus long terme avec les Croates et collègues européens, impliquant plusieurs laboratoires de l’INSU dont le CEREGE, ENS-Lyon, ISTerre et l’IRSN.


Carte des failles actives susceptibles de produire des séismes, cartographiées à partir des images satellitaires, de la topographie et des données de terrain.: Crédit : Images satellites

: Gauche : Vue en coupe du glissement latéral associé au séisme, avoisinant 40 cm cumulés sur 2 ruptures co-sismiques. Droite : Vue de drone de la rupture co-sismique. Le décalage dextre atteint ≈ 30 cm et on observe une ouverture pluri-centimétrique.

Crédit : Lucilla Benedetti (CEREGE) / Francesco Iezzi (Univ. Chieti)

Concerto s’envole pour le Chili

6 avril 2021 by osuadmin

CONCERTO, un spectromètre à la pointe de l’innovation, conçu par un consortium de laboratoires français piloté par le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (CNRS, AMU, CNES) est en route pour le désert d’Atacama au Chili. Il sera installé à plus de 5000 mètres d’altitude sur le plateau de Chajnantor, sur le télescope APEX opéré par l’Observatoire Européen Austral (ESO). Unique en son genre, CONCERTO doit permettre aux scientifiques de mieux comprendre une des périodes cruciales de la formation de l’univers ; à savoir la période dite de réionisation. Pour ce faire, l’équipe scientifique a développé une stratégie d’observation totalement innovante

CONCERTO va observer entre 600 et 1.2 millions d’années après le Big Bang, donc pendant et après la période appelée la période de réionisation. Les objectifs principaux de cet instrument seront de comprendre si la formation d’étoiles poussiéreuse contribue à l’évolution précoce des galaxies, et si les galaxies actives en formation d’étoiles jouent un rôle important dans la réionisation cosmique.

Pour se faire, CONCERTO a été conçu autour d’innovations technologiques lui permettant de mesurer et de cartographier les fluctuations 3D de la raie du carbone ionisé [CII] émises globalement par les galaxies jalonnant les filaments de matière noire.

Cette stratégie d’observation totalement innovante et expérimentale appelée « Intensity mapping » revient à mesurer le signal d’un grand nombre de sources non résolues. C’est-à-dire que les scientifiques ne vont pas observer les galaxies individuellement mais mesurer leur émission cumulée sur chaque ligne de visée et à un âge de l’Univers donné.

Grâce à sa conception, CONCERTO pourra également apporter une contribution significative dans un certain nombre de domaines, notamment l’étude des amas de galaxies et des galaxies distantes, l’observation des galaxies à décalage vers le rouge local et intermédiaire, et l’étude des nuages de formation d’étoiles galactiques.

Piloté par le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (CNRS, AMU, CNES), le consortium réunit trois autres laboratoires français situés à Grenoble ; l’Institut Néel (CNRS, UGA), le Laboratoire de Physique Subatomique & Cosmologie (CNRS, UGA) et L’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (CNRS, UGA).

Prouesse technologique illustrant le savoir-faire de cette équipe, il ne leur a fallu que trois ans pour la conception, la construction et les tests de cet instrument avec le concours des équipes de l’ESO. La mise en service en laboratoire s’est terminée le 22 février. Tous les tests effectués en laboratoire sont optimums. Avec moins de 6 semaines de retard sur le planning initial, malgré la pandémie, la conception de cet instrument est une réussite extraordinaire. L’installation est prévue pour démarrer le 6 avril.

CONCERTO est financé par l’European Research Council (ERC), A*MIDEX, et a bénéficié d’un soutien précoce du Programme National Cosmologie et Galaxies de l’Institut National des Sciences de l’Univers du CNRS.


L’instrument Concerto au complet: Crédit : Concerto

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Des céréales en Anatolie deux millions d’années avant l’agriculture ?

29 avril 2021 by osuadmin

Alors que l’on pensait que les humains étaient les géniteurs des céréales, celles-ci semblent avoir émergé naturellement, l’homme ayant simplement accéléré leur expansion. En effet, la découverte de pollen de céréales anciens dans la longue série sédimentaire d’Acıgöl (600 m de long, datée à la base de 2,3 millions d’années (Ma), dans le Sud-Ouest de l’Anatolie) permet de faire reculer de plus de deux millions d’années l’apparition des céréales dans les écosystèmes, et de remettre en question le paradigme de la domestication au Néolithique. Cet article, paru dans Scientific Reports, est le résultat des recherches interdisciplinaires menées avec le consortium Acıgöl rassemblant des géologues, des paléoécologues, des écologues et des archéologues issus notamment de l’Institut méditerranéen de biodiversité et d’écologie marine et continentale (IMBE – CNRS / Avignon Univ. / IRD / Aix-Marseille Univ.), du laboratoire Histoire naturelle de l’Homme préhistorique (HNHP – CNRS / MNHN / Univ. Perpignan Via Domitia), du Laboratoire Image, Ville, Environnement (LIVE – CNRS / Univ. Strasbourg), du Centre européen de recherche et d’enseignement de géosciences de l’environnement (CEREGE – CNRS / INRAE / Aix-Marseille Univ / IRD) et du Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE – CNRS / Univ. Versailles Saint-Quentin / CEA).

Les plus anciens pollens de céréales (Fig. 1) ont été trouvés dans le sud-ouest de l’Anatolie, dans la longue série lacustre d’Acıgöl (601 m) datée, à la base, de 2,3 millions d’années (Ma) Ces pollens, appelés « proto-céréales » de fait de leur ancienneté, apparaissent aux côtés de spores de champignons qui sont d’excellents indicateurs de la présence des troupeaux de grands mammifères car ils se développent exclusivement sur les excréments de ces animaux. Le pollen des ancêtres d’arbres cultivés (olivier, noyer, châtaignier, noisetier Prunus), caractéristiques de l’agriculture moderne méditerranéenne, a également été trouvé.

Figure 1

Grains de pollen de Cerealia et de Triticum sp. d’Acıgöl (ACI), carotte 3 (photos 1–7), du site romain de La Verrerie, Arles, France (photo 8) et d’un champs de blé actuel de Gardouch, Haute-Garonne, France, (photo 9). Photographies au microscope photonique (photo 1 – 4 and 8) et confocal (photos 5-7 and 9). 1) Echantillon (Ech.) ACI 239 m, âge : 0.871 Ma. 2) Ech. ACI 435.50 m, âge : 1.709 Ma. 3) Ech. ACI 532.44 m, âge : 2.122 Ma. 4) Ech. ACI 509.50 m, âge : 2.026 Ma. 5) Ech. ACI 552.57 m, âge 2.206. 6) Ech. ACI 552.57 m, âge : 2.206 Ma. 7) Ech. ACI 429.50 m, âge : 1.681 Ma. 8) Ech. La Verrerie 1455, âge : 50-70 BC (Roman). 9) pollen actuel de Triticum sp., âge : 2000 AD. L : longueur maximale (μm).

Crédit : CNRS

Les pollens de céréales sont distingués de ceux des graminées sauvages par leur taille de plus de 40 µm. La comparaison avec la pluie pollinique actuelle autour du lac montre que le mode de pollen de céréales (≥40 µm) est aujourd’hui presque absent (< 1 %), même dans des zones où les ancêtres des céréales (Aegilops) et les céréales (orge) sont présents, alors qu’on en trouve jusqu’à 9 % dans les sédiments anciens. A proximité d’Acıgöl, d’abondants restes fossiles de grands mammifères (mammouth, rhinocéros, okapi, chameau et de nombreux chevaux et bovidés) ont été mis au jour, ainsi qu’un crane d’Homo erectus d’origine africaine.

Les scientifiques ayant contribué à cette étude parue dans Scientific Reports, issus notamment de l’Institut méditerranéen de biodiversité et d’écologie marine et continentale (IMBE – CNRS / Avignon Univ. / IRD / Aix-Marseille Univ.), du laboratoire Histoire naturelle de l’Homme préhistorique (HNHP – CNRS / MNHN / Univ. Perpignan Via Domitia), du Laboratoire Image, Ville, Environnement (LIVE – CNRS / Univ. Strasbourg), du Centre européen de recherche et d’enseignement de géosciences de l’environnement (CEREGE – CNRS / INRAE / Aix-Marseille Univ / IRD) et du Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE – CNRS / Univ. Versailles Saint-Quentin / CEA), proposent l’hypothèse que les proto-céréales de la série d’Acıgöl proviennent de graminées sauvages et que leur émergence a pu être favorisée par les troupeaux de grands herbivores attirés par les eaux douces du lac Acıgöl. Par le piétinement, l’enrichissement des sols en azote et le broutage, les troupeaux de grands herbivores ont pu modifier le génotype des proto-céréales naturellement présentes à Acıgöl, favorisant ainsi l’émergence des céréales modernes. Les populations d’homininés, présentes dans le sud-ouest de l’Anatolie aux alentours d’1,4 Ma ont pu bénéficier de la présence de céréales dans les écosystèmes herbacés.

La remise en question du paradigme de la domestication : comment et quand ?

Que s’est-il passé au Néolithique, lorsque l’Homme est passé du mode de vie de chasseur-cueilleur à celui d’agriculteur, en « inventant » les céréales selon le modèle classique ? A-t-il reproduit les conditions qui existaient il y a deux millions d’années ? Y a-t-il eu une nouvelle étape de la spéciation des céréales liée à l’Homme ?

Ces résultats permettent de reformuler une énigme importante sur l’évolution humaine : quand les céréales sont-elles apparues et l’Homme en est-il le seul responsable ? Cette étude remet en question le paradigme longtemps soutenu selon lequel les humains sont les géniteurs des céréales, alors qu’il semble en fait que les céréales soient apparues naturellement, les humains ayant simplement accéléré leur expansion. Si cette hypothèse est confirmée par la présence de pollens de proto-céréales dans d’autres séries du Pléistocène inférieur ou plus anciennes, cela nécessitera une révision fondamentale de notre vision globale de l’histoire de la nutrition humaine.

Les financements de cette étude proviennent de l’ANR MRSEI ACIGOL, du LABEX OT-MED et de la Fédération de Recherche ECCOREV.

Voir en ligne : Le communiqué sud le site de l’INEE

Un quatrième couple cratère-tectite découvert sur Terre !

18 mai 2021 by osuadmin

Un consortium international, mené par Pierre Rochette du Centre européen de recherche et d’enseignement des géosciences de l’environnement, a découvert qu’un champ de verres d’impact trouvé au Belize provient d’un cratère d’impact lui-même situé à 500 km de là au Nicaragua. Cela en fait le quatrième couple cratère-tectite découvert sur Terre.

Les tectites sont des verres naturels, issus de la fusion de la surface terrestre sous l’impact d’un astéroïde de plus d’un kilomètre de diamètre, et éjectés sur une longue distance (entre 200 et 12000 km). Quatre champs de tectites étaient connus jusqu’à présent (en Amérique du Nord, Australasie, Côte d’Ivoire, Europe centrale) dont trois seulement reliés à un cratère source. Les plus récemment découverts remontaient aux années 1930, et le premier avait été décrit par Darwin.

L’étude du consortium démontre que les verres trouvés au Belize sont produits par un impact et ont le même âge (805 000 ans) et la même signature géochimique que les verres récupérés à l’intérieur d’un cratère de 14 km de diamètre : le cratère de Pantasma au Nicaragua. La démonstration de l’existence de ce cratère avait constitué la première étape de recherches menées par ce même consortium en 2019. Dans les deux cas, on retrouve des traces de chrome extraterrestre pointant vers le même type d’astéroïde : la chondrite ordinaire. L’étude de ce nouveau couple cratère-tectite va apporter une meilleure compréhension du processus mal connu de formation des tectites.


Exemples de tectites du Belize (la plus grosse fait 103 grammes): Crédit : P. Rochette / CEREGE

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Le James Webb Space Telescope (JWST) n’a pas froid aux yeux

20 novembre 2017 by osuadmin

Alors que le James Webb Space Telescope (JWST) sort de la plus grande cuve cryogénique du monde, une étape cruciale pour le télescope et ses instruments a été franchie avec la réussite des tests cryogéniques. Au sein d’un consortium international, la France, en particulier le CEA, le CNRS et le CNES, a joué un rôle clé pour fournir au successeur de Hubble et Spitzer son imageur infrarouge, MIRIM, lui permettant d’obtenir des images dans une gamme de 5 à 28 microns de longueur d’onde.

Une équipe française a participé aux tests en grandeur réelle du James Webb Space Telescope (JWST), le successeur du Hubble Space Telescope. Le JWST est un programme conduit par la NASA auquel participent l’Europe (à travers l’Agence spatiale européenne, l’ESA) et le Canada.

À l’occasion de ces tests cryogéniques qui ont débuté le 22 août et se sont terminés le 26 septembre, le télescope et ses instruments étaient installés dans la gigantesque cuve cryogénique du centre spatial de la NASA à Houston aux États-Unis. C’est la seule cuve au monde d’une taille suffisante pour permettre les tests cryogéniques d’un télescope dont le miroir fait 6,5 mètres de diamètre (en comparaison, le miroir de Hubble ne mesurait que 2,4 mètres de diamètre). Puis, le JWST a été lentement réchauffé et remis sous pression pour permettre la réouverture de la cuve.

À l’intérieur de la cuve, la température est abaissée jusqu’à – 253°C. Elle est également équipée d’un « simulateur d’étoiles », un dispositif constitué d’une fibre optique infrarouge qui permet de vérifier la bonne qualité optique et l’alignement du miroir du JWST en confrontant les images obtenues à celles attendues par la simulation. Les tests ont montré le bon alignement optique entre le télescope et les instruments, point clef pour atteindre les performances attendues. C’est la première fois que l’ensemble, télescope et instruments, était testé. Les instruments avaient déjà été testés préalablement, mais indépendamment du télescope, lors d’une série de 3 tests cryogéniques réalisés au cours des années 2013 – 2016 dans une cuve plus petite au centre de vol spatial Goddard de la NASA, à Greenbelt (Maryland, États-Unis). « Plusieurs laboratoires français, ont fortement contribué à l’un des quatre instruments qui équipent le JWST, l’instrument MIRI (Mid-InfraRed Instrument) et plus précisément à son imageur appelé MIRIM », explique Anne Peyroche, présidente du CNRS. Ce sont les laboratoires Lesia (Observatoire de Paris-CNRS-UPMC -Université Paris Diderot), LAM (CNRS-AMU), IAS (CNRS-Université Paris Sud) et AIM (CEA-CNRS-Université Paris Diderot), sous la maîtrise d’œuvre CEA (via son Institut de Recherche sur les lois Fondamentales de l’Univers) et maîtrise d’ouvrage CNES.

« Allô Houston » : D’Apollo au JWST La cuve à Houston, qui accueille le JWST pour ces tests cryogéniques, présente également une riche histoire scientifique et une forte valeur symbolique quant à l’avancée des sciences et techniques humaines. Cette « chambre A » du Johnson Space Center de la NASA fut en effet initialement développée dans le cadre du programme Apollo. Elle a été profondément réaménagée pour permettre de reproduire les difficiles conditions environnementales que le JWST va rencontrer une fois dans l’espace. Les experts français du CEA et du CNRS viennent de participer à la série de tests qui a eu lieu dans cette cuve.

Aujourd’hui, ce voyage n’est pas encore terminé. Prochaine étape, la Californie où le télescope sera équipé de ses boucliers thermiques puis le tout sera mis en place sur la plateforme du satellite. L’ensemble prendra alors la mer jusqu’à Kourou, en Guyane Française. C’est ici que Jean-Yves Le Gall, président du CNES, maître d’ouvrage du MIRI, donne « rendez-vous à ce télescope, dont la réussite des tests cryogéniques illustre à nouveau l’efficacité des coopérations internationales dans le domaine du spatial, pour son dernier voyage où il sera lancé au printemps 2019 par un lanceur Ariane 5. » Le JWST atteindra alors enfin sa destination, au point de Lagrange L2 situé à 1,5 million de km de la Terre, soit environ 4 fois plus éloigné de la Terre que ne l’est la Lune. « En cas de problème, il ne sera donc évidemment pas question d’envoyer une équipe le réparer, comme cela a pu être le cas pour Hubble ¹. C’est pourquoi les ultimes tests menés par nos experts français sur le JWST et ses instruments sont si importants », souligne Daniel Verwaerde, administrateur général du CEA, maître d’œuvre de MIRIM.

Le JWST à l’intérieur de la Chambre A du Johnson Space Center à Houston.

1. Hubble est en orbite autour de la Terre à une altitude de seulement 590 km.