- Le pergélisol comme garant de la biodiversité
- « Matière noire » : sommes-nous en possession d’une preuve nouvelle?
- La météorite de Tcheliabinsk donne une impulsion aux nanotechnologies
Le pergélisol comme gardien de la biodiversité
Les semences de 20 000 plantes d’une vingtaine de pays sont venues compléter le plus grand stockage au monde de plantes agricoles. Ce dépôt de semences situé dans l’île de Spitzberg Occidental (Norvège) est à l’abri du déluge ou d’une explosion nucléaire. Il a été creusé à même le pergélisol afin de conserver la biodiversité du règne végétal de la Terre pour les générations futures.
Des grains de miso qui entrent dans la recette de la fameuse soupe japonaise, des semences de la noix du Brésil et une variété rare de tomates Cherry, font partie des dernières acquisitions. Les semences de ces pantes et d’autres encore ont pris leur place dans les rayonnages de la réserve de Spitzberg où elles resteront pour toujours. Elles seront aérées, renouvelées et leur pouvoir germinatif sera contrôlé mais elles ne quitteront jamais le dépôt où elles resteront en prévision d'une catastrophe globale. La Russie participe également à ce programme international de préservation de la biodiversité du règne végétal de la planète, raconte Nikolai Dzioubenko, directeur de l’Institut national de recherche de culture des plantes :
« C’est une réserve de diversité génétique en prévision de désastre comme une catastrophe spatiale, une guerre nucléaire ou un déluge. Elle doit permettre à l’humanité d’assurer plus tard les besoins de la population en produits alimentaires, vêtements et médicaments. La Russie a remis pour consignation environ 10 000 échantillons de semences. C’est un principe de boîte noire. Nous y envoyons des semences en conteneurs scellés et pouvons les retirer à tout moment. Les semences consignées ne peuvent pas être utilisées sans consentement du propriétaire. L’opérateur est responsable de la conservation des semences dans les bonnes conditions mais c’est à nous de renouveler les échantillons selon une échéance déterminée. »
Chaque pays du monde dispose aujourd’hui de sa propre banque de semences. C’est le cas de l’Institut Vavilov en Russie dont la collection renferme plus de 300 000 variétés de semences. Il existe un autre dépôt conçu pour 100 000 échantillons à l’Institut d’études du pergélisol en Yakoutie de la division sibérienne de l’Académie des sciences.
Mais le dépôt de Spitzberg est unique en son genre parce qu'il est pratiquement invulnérable. Il est construit à une hauteur de 130 m au-dessus du nouveau de la mer, au milieu des rochers et du pergélisol, à 1100 km du Pôle Nord. où il n’y a que les rochers et le pergélisol. Les murs sont en béton armé d’un mètre d’épaisseur, les portes sont doubles et les détecteurs du mouvement sont installés partout. La température à l’intérieur est toujours -18º. C’est particulièrement important parce que le pouvoir germinatif varie suivant la variété si bien que la basse température et l’humidité constante permettent de prolonger des dizaines de milliers de fois la durée de vie es semences, a fait ressortir Vladimir Mourachov, directeur du laboratoire de développement de plantes de l’Université de Moscou :
« On a découvert dans la toundra des trous des lemmings dont l’âge variait entre 10 et 15 mille ans. Ces rongeurs stockaient les semences de différentes plantes pour se constituer une réserve. Il y avait des grains entiers. Nous avons pu les faire germer après une si longue période d’hibernation. »
Le dépôt de Spitzberg a déjà été surnommé de réserve du jour du « Jugement dernier ». Il contient les semences de plus de 820 000 plantes et peut en contenir jusqu’à 4,5 millions.
« Matière noire » sommes-nous en possession d’une preuve nouvelle?
Les scientifiques ont obtenu une preuve indirecte de plus d’existence de la soi-disant « matière noire ». Conformément aux théories, cette substance invisible constitue la majeure partie de l’Univers et joue le rôle d’ossature pour l’ensemble des étoiles et des galaxies.
Si cette matière hypothétique a été appelée « noire » c’est parce qu’elle laisse librement passer la lumière. C’est pour cette raison que la lumière provenant des objets les plus éloignés de notre Univers s’écarte légèrement de son chemin et déforme l’image en traversant les amas de matière noire. C’est une découverte récente mais beaucoup plus tôt, il y 80 ans, les scientifiques ont remarqué des anomalies dans le comportement des galaxies comme si elles tournaient à l’intérieur d’un cocon fait d’une grande masse latente uniformément répartie sur toute leur surface.
La gravitation était l’unique repère pour les scientifiques et pourtant il y avait une profusion de théories relatives à la nature des particules de la matière noire. Une des variétés de ces particules a été appelée le neutrino stérile parce qu’elle ne réagit pas avec les particules normales mais peut se désintégrer en émettant des rayons X.
Et voilà que deux équipes annoncent presque simultanément avoir réussi à capter ce rayonnement provenant d’un amas de galaxies. La première équipe était celle d’Alexei Boïarski de l’Université de Leiden et la seconde travaillait à Harvard. Le rayonnement était une ligne à peine visible en forme de dent minuscule dans la bande X du spectre de l’amas de galaxies en question. Pour porter un jugement sur sa nature, il faut découvrir ce qui est à l’origine de ce phénomène, explique Vladimir Loukasch, directeur du centre astrospatial de l’Institut de physique Lebedev :
« Si cette ligne et visible dans le cas d’un amas de galaxies et est invisible dans le cas d’une galaxie individuelle, cela devient intéressant. Mais cela ne signifie pas pour autant que la matière noire » a été découverte. C’est une information comme une autre et il est trop tôt de dire qu’il s’agit de « matière noire ».
Si les neutrinos stériles ne réagissent avec rien, les particules dites WIMPs (weakly interacting massive particules) sont en revanche dotées de cette faculté. Les scientifiques continuent à les rechercher tout en essayant de capter les signaux nouveaux des neutrinos stériles. Ces particules s’excluent en théorie parce qu’elles ne peuvent pas exister ensemble, poursuit Valeri Roubakov :
S’il est vrai que les particules de « matière noire » sont les neutrinos stériles, les WIMPs ne seront jamais découvertes. Ce sont soit les WIMP, soit les neutrinos stériles, soit un tiers élément inconnu.
Il existe un foisonnement de candidats hypothétiques au rôle de particules de « matière noire » mais le temps où les scientifiques pourront «tâter » la « matière noire » est de plus en plus proche. Selon les prévisions, cela pourra se produire d’ici dix ans.
La météorite de Tcheliabinsk donne une impulsion aux nanotechnologies
La météorite de Tcheliabinsk semble receler plein de secrets. C’est ainsi qu’en étudiant des fragments de ce corps céleste, les spécialistes de l’université de Nijni Novgorod y ont découverts des nanocristaux naturels de fer et de manganèse. Cela peut nous renseigner sur la nature des nanomatériaux et les conditions de leur formation naturelle, estime Dmitri Pavlov qui fait partie de l’équipe de chercheurs.
La météorite de Tcheliabinsk est le premier corps céleste où on a découvert des nanocristaux d’origine naturelle. C’est un phénomène très intéressant qui peut donner une impulsion au développement des nanotechnologies, estime Dmitri Pavlov, docteur en physique et athématique et directeur du laboratoire de physique des semi-conducteurs et d’optoélectronique de l’université de Nijni Novgorod :
« Nous avons découvert dans la météorite de Tcheliabinsk des massifs de nanocristaux. Ces particules sont cristallines mais de taille nanométrique. C’est pour la première fois qu’on les découvre dans une météorite. On essaie actuellement des créer ces particules artificiellement grâce à l’apport des nanotechnologies, alors que là nous avons affaire à un corps céleste. Reste à savoir comment ces nanocristaux se sont formés. »
Les nanocristaux que contient le fragment de la météorite de Tcheliabinsk se composent de ferropériclase. Ce minéral est un mélange de manganèse, de fer et d’oxygène qui ne se forme que dans les couches supérieurs du manteau terrestre sous l’effet des pressions et des températures très élevées. Mieux encore, les nanocristaux découverts ont une forme sphérique idéale, la preuve que ce corps céleste avait été soumis aux températures et aux pressions prodigieuses.
On a également découvert que les nanocristaux étaient luminescents et émettaient des rayons visibles et infrarouges dans la bande de 675 à 800 nanomètres. Cette découverte peut servir à mettre au point les systèmes aux milieux optiquement actifs. L’activité optique des substances a été découverte en 1811 par le chercheur français Dominique François Aragot dans le quartz. 5 an plus tard, autre Français Jean-Baptiste Biot, a découvert la même propriété dans les liquides, les solutions et les vapeurs de nombreuses substances organiques, raconte Dmitri Pavlov :
« Les systèmes aux milieux optiquement actifs sont depuis longtemps utilisés en optoélectronique. Les technologies ne cessent de se perfectionner mais là, Dieu ou la nature nous ont suggéré une voie de plus permettant de mettre au point les technologies aussi complexes. »
Les spécialistes du monde entier cherchent actuellement en vain à obtenir artificiellement des nanocristaux à partir des matériaux semi-conducteurs de la taille de quantas et produisant un effet de luminescence. Les conditions les plus extrêmes sont créées à cet effet dans les laboratoires mais c’est peine perdue. La météorite de Tcheliabinsk possède sans doute la clé permettant de résoudre ce problème complexe, conclut Dmitri Pavlov. Rappelons que le 15 février 2013, ce corps céleste avait littéralement percuté l’atmosphère terrestre en explosant au-dessus de la ville de Tcheliabinsk, capitale de l’Oural du Sud. Un gros fragment est tombé à environ 100 km de Tcheliabinsk dans les eaux du lac Tchebarkoul. C’est seulement le 16 octobre dernier que les plongeurs ont pu faire remonter ce fragment qui pesait plus de 650 kilos.
