Choses à Savoir SCIENCES

Avec leurs coulées de lave et leurs panaches de cendres, les éruptions volcaniques sont aussi dangereuses que fascinantes. D'autant qu'elles se signalent par d'autres phénomènes spectaculaires, comme les orages volcaniques.Les spécialistes les appellent ainsi car ils se produisent à l'occasion d'une éruption. Tous les volcans ne donnent pas lieu à de telles manifestations. Mais quand ils se déclenchent, ces orages provoquent de véritables feux d'artifice. Ainsi, en janvier 2022, à l'occasion de l'éruption du volcan Honga Tonga, dans les îles Tonga, on a enregistré plus de 200 000 éclairs en une heure !Les vulcanologues ne s'accordent pas sur les causes de ce phénomène, dont l'origine reste en partie inconnue.Les éclairs se forment à l'intérieur même du panache de fumée qui surgit du volcan au moment de l'éruption. On conçoit que, du fait du danger qu'elle présente, il soit très difficile d'étudier ces orages volcaniques.Aussi un vulcanologue a-t-il réussi à reproduire le phénomène en laboratoire. Les moments précis où apparaissent les éclairs, ainsi que leur rythme, lui ont apporté de précieuses informations.Ces recherches, ainsi que d'autres travaux similaires, ont permis de conclure que les éclairs se produisent quand des particules expulsées par le volcan se frottent entre elles. C'est notamment le cas de l'eau contenue dans le panache de fumée. En s'élevant, elle rencontre de l'air très froid, qui produit des particules de glace.Elles finissent par se rencontrer, ainsi que d'autres minuscules fragments de cendres et de roches. C'est de cette friction que naîtraient les éclairs.Mais d'autres éléments peuvent entrer en jeu. Ainsi, des observations menées sur le Stromboli, un volcan situé au nord de la Sicile, ont permis de mettre en évidence la présence d'un gaz, le radon. Ce gaz radioactif, inodore et incolore, pourrait influer sur la charge électrique des matières émises par le volcan. Un phénomène qui, à son tour, pourrait déclencher des éclairs.Enfin, la hauteur du panache se formant au-dessus du volcan pourrait aussi jouer un rôle dans la survenue de ces orages volcaniques.

Avec huit kilos par an et par habitant, les Français sont les premiers consommateurs de beurre au monde. Et, au niveau mondial, sa consommation devrait augmenter de près de 20 % d'ici 2026.Dans le contexte actuel de lutte contre le réchauffement climatique, une telle évolution a de quoi inquiéter. En effet, on a besoin de lait pour produire le beurre. Or l'élevage laitier est responsable de plus de 6 % des émissions de gaz à effet de serre.La fondation créée par le milliardaire Bill Gates a peut-être trouvé une solution à ce problème. Elle finance en effet une entreprise proposant de fabriquer un beurre synthétique, sans l'apport de lait.Les graisses étant formées de carbone et d'hydrogène, les chercheurs ont prélevé du dioxyde de carbone dans l'air et de l'hydrogène dans l'eau. L'apport d'oxygène au gaz ainsi formé permet ensuite d'obtenir des acides gras.D'autres substances sont encore nécessaires pour produire du beurre. Ainsi, l'ajout d'un émulsifiant et d'un pigment spécifiques permettent de stabiliser le mélange et de lui donner une couleur proche de celle du beurre présent sur la table du petit-déjeuner.Il reste à mêler à l'ensemble un élément destiné à donner une saveur agréable à ce beurre d'un nouveau genre. L'huile de romarin est utilisée à cette fin par la startup financée par Bill Gates.Ce que visent d'abord les concepteurs de ce nouveau produit, c'est la réduction de l'émission des gaz à effet de serre. si l'on en croit une étude récente, l'empreinte carbone liée à la production de ce nouveau beurre serait ainsi réduite de moitié.Par ailleurs, la fabrication de ce beurre de synthèse permettrait de réduire la part des terres destinées à l'élevage, qui représentent plus de 70 % des terres agricoles en Europe. En consacrant ces terres à des cultures moins émettrices de gaz à effet de serre, on réduirait l'empreinte carbone globale de l'agriculture.Un tel effort ne porte d'ailleurs pas seulement sur le beurre. En effet, les scientifiques tentent de mettre au point une viande de culture capable de concurrencer les produits animaux.

On le sait, l'utilisation des combustibles fossiles génère l'émission d'une grande quantité de gaz à effet de serre. Pour limiter cette empreinte carbone, qui accélère le réchauffement climatique, de nombreux pays investissent dans des projets fondés sur les énergies renouvelables.C'est notamment l'objectif du gouvernement australien, qui voit grand pour l'occasion. En effet, il a développé le plus grand parc solaire au monde. S'étendant sur 12 000 hectares, à Barfly, dans le Territoire du Nord de la grande île, ses panneaux photovoltaïques devraient produire, à partir de 2026, entre 17 et 20 gigawatts (GW).Le lieu a été choisi en raison de son fort ensoleillement. Et, comme c'est un endroit désertique, il est facile d'y installer les panneaux solaires.Un très long câble sous-marinCette électricité verte ne profitera pas aux seuls Australiens. Elle devrait être distribuée aux habitants de Singapour, distante de plus de 4 000 kilomètres de l'Australie.Les responsables du projet n'ont pas reculé devant les défis à relever. En effet, il fallait d'abord acheminer l'électricité depuis le parc solaire jusqu'à un site situé près du port de Darwin, à partir duquel elle sera exportée vers Singapour. Il a donc fallu construire, à cette fin, une ligne de transmission d'environ 800 kilomètres.N'étant plus à un record près, les Australiens ont décidé de mettre en place, pour transporter l'électricité, un câble sous-marin d'environ 4 300 kilomètres, le plus long jamais installé.Ce câble devrait fournir à Singapour 15 % de l'électricité dont elle a besoin. On se doute que le gouvernement australien a dû mobiliser, pour mener à bien cet ambitieux projet, un budget considérable, le coût du seul câble sous-marin se montant à plus de 20 milliards de dollars.Mais le jeu en vaut la chandelle. De fait, le développement de ce parc solaire permettra à l'Australie de limiter sa dépendance aux combustibles fossiles. Il devrait aussi stimuler le développement économique du pays, à commencer par celui du Territoire du Nord. Durant les trois premières décennies d'exploitation, le site devrait rapporter environ 13 milliards d'euros.

Le bruit caractéristique du "pop" que fait le maïs soufflé lorsqu'il éclate résulte d'un ensemble de phénomènes physiques et chimiques. Pour comprendre ce processus, il est important de se pencher sur la structure et la composition du grain de maïs.Chaque grain de maïs soufflé (Zea mays everta) possède une enveloppe extérieure appelée péricarpe, composée de cellulose. Cette enveloppe est particulièrement dure et résistante à la pression. À l'intérieur du grain se trouve l'endosperme, constitué principalement d'amidon et d'eau.Lors de la cuisson, l'apport de chaleur provoque plusieurs changements à l'intérieur du grain :1. Chauffage et conversion de l'eau en vapeur :  - La température augmente, atteignant progressivement 100 °C, ce qui fait que l'eau contenue dans l'endosperme se transforme en vapeur. La vapeur d'eau, en expansion, crée une pression interne croissante.2. Gélatinisation de l'amidon :  - Sous l'effet de la chaleur et de la vapeur d'eau, les granules d'amidon absorbent l'eau, se ramollissent et se gélatinisent. Cette transformation rend l'endosperme plus malléable et permet à la pression de continuer à monter.3. Rupture du péricarpe :  - La pression interne du grain peut atteindre environ 930 kPa (135 psi). Lorsque le péricarpe ne peut plus contenir cette pression croissante, il éclate brusquement. La rupture libère soudainement la vapeur d'eau et les particules d'amidon gélatinisées.4. Expansion rapide de l'amidon :  - Une fois le péricarpe fissuré, l'amidon chaud, devenu pâteux, se dilate rapidement en raison de la baisse de pression. Ce processus d'expansion rapide produit le bruit distinctif du "pop" et donne au maïs soufflé sa forme aérienne et irrégulière.En résumé, le "pop" du maïs soufflé est un bruit produit par la soudaine libération de vapeur d'eau sous pression, qui entraîne l'explosion du péricarpe et l'expansion instantanée de l'amidon gélatinisé. Ce phénomène est un exemple fascinant de la transformation de l'énergie thermique en énergie mécanique, illustrant comment les propriétés physiques et chimiques du maïs permettent cette réaction spectaculaire.

On sait que notre système solaire compte 8 planètes. Quant à l'univers, il en comporterait des centaines de milliards. Mais comment définir ces corps célestes ?Pour répondre à cette question, il faut d'abord rappeler comment ils se forment. Les planètes se constituent peu à peu autour des disques proto-planétaires qui entourent les étoiles en formation.Ces disques sont composés de gaz et de poussières qui, en s'agglomérant, finissent par donner naissance à une planète. Par ailleurs, un corps céleste mérite ce nom quand il est assez volumineux pour que la gravité puisse lui donner cette forme sphérique qui caractérise une planète.Mais la définition doit encore être complétée. Une planète c'est aussi un corps céleste qui, toujours grâce à la gravité, a réussi à éliminer de son orbite tout autre corps d'une taille comparable.Ne correspondant pas à cette partie de la définition, Pluton a été rayé de la liste des planètes de notre système solaire. De fait, l'orbite de Pluton, dans la "ceinture de Kuiper", comprend nombre d'objets semblables à ce corps céleste qu'on préfère appeler aujourd'hui une "planète naine".Enfin, une planète est un corps céleste tournant autour d'une étoile, comme la Terre autour du Soleil.Certains scientifiques font cependant valoir l'insuffisance de cette définition. Ainsi, la forme sphérique ne se retrouve pas dans toutes les planètes du système solaire. De fait, Mercure et Vénus, par exemple, sont plus rondes que Saturne, qui doit sa forme aplatie à sa vitesse de rotation.Par ailleurs, toutes les orbites des planètes ne sont pas vides d'objets célestes. Ainsi, celle de Jupiter, par exemple, peut être traversée par des comètes ou des astéroïdes.Aussi ces astronomes proposent-ils une nouvelle définition : une planète serait un corps céleste orbitant autour d'une ou plusieurs étoiles et doté d'une certaine masse. Pour ces scientifiques, on évite ainsi d'intégrer dans la définition les éléments relatifs à la forme et au "nettoyage" de l'orbite, qui ne leur semblent pas vraiment convaincants.

Les États-Unis viennent de revendiquer la possession d'une zone d'un million de km2, soit près de deux fois la superficie de la France. Ils ne se sont pas agrandis par la conquête militaire, mais par la revendication d'eaux territoriales plus étendues.En effet, la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer (UNCLOS), adoptée en 1982, permet aux États concernés de revendiquer, notamment, la possession de plateaux continentaux au-delà de 200 milles marins.Ces régions, généralement peu profondes, sont une extension marine de zones terrestres. Un pays peut ainsi gérer, par-delà ses eaux territoriales, de vastes secteurs, dont les ressources halieutiques et minières sont parfois considérables.Les autorités américaines ont d'abord recueilli, durant des années, les données géologiques destinées à appuyer leurs revendications. C'est sur la base de ces informations qu'ils réclament à présent de vastes zones maritimes.Elles sont situées dans sept secteurs différents. En effet, ces extensions maritimes concernent aussi bien les rivages de l'Atlantique que ceux du Pacifique ou du golfe du Mexique. Ces zones offshore se trouvent aussi au large de l'Alaska comme au-delà de certaines possessions outre-mer, comme les îles Mariannes.Cette revendication se heurte cependant à certains obstacles juridiques. En effet, si plus de 160 pays ont ratifié l'UNCLOS, ce n'est pas le cas des États-Unis. De leur côté, les Américains soulignent le sérieux de leur démarche, entreprise en collaboration avec des agences officielles.Les autorités se sont notamment appuyées sur l'"United States geological survey", un organisme gouvernemental qui recueille des données sur les ressources terrestres. Mais cet argument ne convainc pas tout le monde, la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer restant la référence obligée en matière de revendications maritimes.Si beaucoup d'observateurs restent prudents, c'est que de telles prétentions peuvent bouleverser certains équilibres géopolitiques. On se souvient ainsi des tensions provoquées par les revendications concurrentes, en mer de Chine du Sud, de la Chine et de certains de ses voisins, comme le Vietnam ou les Philippines.

Les cactus, membres de la famille des Cactacées, ont développé des épines en raison de plusieurs adaptations évolutives cruciales pour leur survie dans des environnements arides. Ces épines, qui étaient autrefois des feuilles, remplissent plusieurs fonctions essentielles.1. Réduction de la perte d'eau :Dans les environnements désertiques, l'eau est une ressource précieuse. Les feuilles traditionnelles, par leur grande surface, permettent une importante évapotranspiration, ce qui entraîne une perte d'eau significative. Les cactus ont évolué pour avoir des épines à la place de feuilles, réduisant ainsi considérablement la surface exposée et donc la perte d'eau par évaporation. Cette adaptation est cruciale pour la conservation de l'eau dans des conditions où elle est rare.2. Protection contre les herbivores :Les épines servent également de mécanisme de défense contre les herbivores. Dans les environnements désertiques, la végétation est rare et les animaux herbivores sont souvent désespérés de trouver de la nourriture. Les épines dissuadent ces animaux de manger les cactus, augmentant ainsi leurs chances de survie. Certains cactus possèdent des épines particulièrement longues et acérées qui peuvent infliger des blessures douloureuses, tandis que d'autres ont des épines plus courtes et plus denses qui créent une barrière impénétrable.3. Protection contre le rayonnement solaire :Dans les déserts, l'ensoleillement est intense. Les épines des cactus peuvent aider à protéger la plante contre les dommages causés par les rayons du soleil en créant une sorte d'ombre sur la surface de la plante. Cette ombre réduit la température de la surface de la plante, limitant ainsi les dommages dus à la chaleur excessive et à la radiation solaire.4. Collecte d'eau :Certaines épines de cactus sont adaptées pour collecter l'humidité de l'air. La condensation de la rosée sur les épines peut être dirigée vers la base de la plante, où elle est absorbée par le système racinaire. Cette capacité à capter l'eau atmosphérique, même minimale, est une autre adaptation essentielle pour la survie dans des environnements extrêmement arides.Les épines des cactus sont le résultat d'adaptations multiples et complexes qui permettent à ces plantes de survivre et de prospérer dans des environnements hostiles. Elles réduisent la perte d'eau, protègent contre les prédateurs, modèrent l'exposition au soleil et aident à la collecte d'eau, démontrant ainsi l'ingéniosité de l'évolution pour surmonter les défis environnementaux.

La résonance de Schumann doit son nom au physicien allemand Winfried Otto Schumann, qui en découvre l'existence théorique dans les années 1950. Il s'agit d'une onde de très basse fréquence, qui se produit dans le champ magnétique de la Terre.Elle se manifeste entre la surface de notre planète et l'ionosphère, une partie de l'atmosphère terrestre comprise entre 60 et 1 000 kilomètres d'altitude.Cette résonance de Schumann est générée par les décharges électriques provoquées par les éclairs. Considérée comme le "battement de cœur" de la Terre, elle est influencée par divers phénomènes, comme les activités électriques ou la composition de l'atmosphère.La résonance de Schumann est au cœur d'importantes recherches scientifiques. En effet, des chercheurs se sont aperçus que sa fréquence était comparable avec celle des ondes alpha, caractéristiques de l'activité électrique du cerveau chez un sujet éveillé et détendu.Cette similitude ne concerne pas seulement les êtres humains, mais aussi les animaux. D'où l'idée, parfois avancée, que cette résonance de Schumann serait associée à la vie, d'une manière ou d'une autre.De là à prétendre qu'elle pouvait avoir un effet bénéfique, il n'y avait qu'un pas, que certains se sont empressés de franchir. Des scientifiques pensent en effet que la résonance de Schumann pourrait améliorer nos fonctions cognitives et la qualité de notre sommeil.Plusieurs expériences ont été menées pour tenter de mesurer les effets de cette onde de très basse fréquence. L'une d'elles a consisté à isoler des volontaires dans un bunker, que la résonance de Schumann ne pouvait pas atteindre.Les participants ne tardent pas à se plaindre de migraines et d'une certaine détresse psychologique. Exposés à la résonance, au moyen d'un équipement spécifique, ils expriment une nette et rapide amélioration. D'autres expériences se sont attachées aux conséquences des orages, producteurs de cette résonance, sur l'activité cérébrale.En dehors de ce domaine de la santé humaine, les applications scientifiques de la résonance de Schumann ne manquent pas. Elle est notamment utilisée pour étudier certaines parties de l'atmosphère terrestre ou mieux comprendre les mécanismes du climat.

On le sait, un prédateur est un animal qui, dans un territoire donné, chasse d'autres animaux pour se nourrir. En régulant le nombre de certains animaux et en favorisant la sélection naturelle, les prédateurs contribuent à l'équilibre des écosystèmes naturels.Ce qui n'est pas le cas du prédateur le plus efficace, qui n'est autre que l'homme. Par la mise au point d'armes meurtrières et l'étendue de son champ d'action, il aurait plutôt tendance à détruire ces équilibres.En dehors de l'homme, qui peut s'attaquer à tous les animaux, certains d'entre eux n'ont pas de prédateurs naturels.Il existe en effet, dans la nature, des animaux qui deviennent rarement la proie des autres. Ils le doivent généralement à une taille et une force particulières. C'est le cas des éléphants ou des grands félins, comme les lions ou les tigres.Ce qui ne veut pas dire qu'ils soient toujours à l'abri des attaques. En effet, un éléphanteau ou un lionceau, ainsi que des animaux malades ou isolés, peuvent finir sous la dent d'un prédateur audacieux.Dans le monde aquatique, on trouve aussi des animaux quasi invulnérables. Du fait de sa masse imposante, la gigantesque baleine n'a rien à craindre d'éventuels ennemis. C'est aussi le cas du grand requin blanc, que sa vélocité et ses puissantes mâchoires protègent des autres animaux.Il doit cependant surveiller sa progéniture, dont la faiblesse peut tenter des prédateurs en maraude, comme les orques. Comme les requins, les crocodiles sont au sommet de la chaîne alimentaire. Ce qui signifie qu'ils n'ont rien à redouter, sinon, comme toujours, de la part de l'homme.Si l'on quitte le monde des eaux pour celui des airs, on y voit se mouvoir de grands oiseaux qui, hors la balle du fusil, n'ont pas à craindre d'éventuels prédateurs. En effet, les aigles et les grands rapaces volent sans se soucier de leurs attaques.Enfin, les défenses naturelles de certains animaux découragent les prédateurs. Ainsi, les piquants acérés du porc-épic le préservent, en principe, de toute attaque.