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Inclassables M@thématiqu€s - Page 56

  • Les éruptions volcaniques influencent durablement le climat dans l'Atlantique nord

    Les particules émises lors d'éruptions volcaniques majeures refroidissent l'atmosphère par un effet "parasol", réfléchissant les rayons du soleil. Ces particules volcaniques ont un effet direct assez bref, deux à trois ans, dans l'atmosphère. Pourtant, elles modifient pendant plus de 20 ans la circulation océanique de l'Atlantique nord, qui relie courants de surface et courants profonds, et module le climat européen. C'est ce que viennent de découvrir des chercheurs du CNRS, de l'IRD, du CEA et de Météo‐France1 en combinant, pour la première fois, des simulations climatiques, des mesures océanographiques récentes et des informations issues d'archives naturelles du climat. Ces résultats2 sont publiés le 30 mars 2015 dans Nature Communications.

     

    L'océan Atlantique est le siège de variations de la température de surface qui s'étendent sur plusieurs décennies et qui influencent le climat de l'Europe. Cette variabilité lente est due à des modifications de la circulation océanique, qui relie les courants de surface aux courants profonds, et qui transporte la chaleur depuis les tropiques jusqu'aux mers de Norvège et du Groenland. Cependant, sa cause reste mal connue.

     

    Afin d'en décrypter les mécanismes, les chercheurs ont tout d'abord utilisé des informations couvrant le dernier millénaire et issues d'archives naturelles du climat. Ainsi, l'étude de la composition chimique de l'eau des carottes de glace du Groenland permet d'y estimer les changements passés de température. Ces données montrent le lien étroit entre la température de surface de l'océan Atlantique et la température de l'air au-dessus du Groenland, et révèlent que la variabilité du climat dans cette région est un phénomène périodique dont certains cycles, ou oscillations, durent environ vingt ans.

     

    En utilisant des simulations numériques de plus de vingt modèles de climat différents, les chercheurs ont également mis en évidence que des éruptions volcaniques majeures, comme celle de l'Agung, en Indonésie en 1963, ou du Pinatubo, aux Philippines, en 1991, pouvaient modifier en profondeur la circulation océanique de l'Atlantique nord. En effet, les grandes quantités de particules émises par ces éruptions vers la haute atmosphère réfléchissent une partie du rayonnement solaire par un effet similaire à celui d'un parasol, ce qui entraîne un refroidissement du climat à la surface de la Terre. Ce refroidissement, qui ne dure que deux à trois ans, provoque alors une réorganisation de la circulation océanique dans l'océan Atlantique nord. Quinze ans environ après le début de l'éruption, cette circulation s'accélère, puis ralentit au bout de vingt-cinq ans, et accélère à nouveau trente-cinq ans après le début de l'éruption volcanique. Les éruptions volcaniques semblent ainsi fonctionner, sur la circulation océanique de l'Atlantique nord, à la manière d'un "pace-maker" qui met en route une variabilité sur 20 ans.

     

    Les scientifiques ont confirmé ces résultats en les comparant avec des observations de la salinité océanique, facteur déterminant pour la plongée des eaux et donc de la circulation océanique. Ils ont décelé, dans les simulations numériques et dans ces observations océanographiques modernes, des variations similaires au début des années 1970 et 1990 liées à l'éruption du volcan Agung. Grâce à des observations issues de carotte de glace groenlandaise, à des observations effectuées sur des coquillages bivalves, âgés de plus de cinq cent ans et vivant au nord de l'Islande, et à une simulation du climat du dernier millénaire, les chercheurs ont systématiquement identifié une accélération de la circulation océanique quinze ans après cinq éruptions volcaniques ayant eu lieu il y a plusieurs centaines d'années.

     

    Enfin, les chercheurs ont mis en évidence les interférences produites par les trois dernières éruptions volcaniques majeures, Agung en 1963, El Chichon, au Mexique en 1982 et Pinatubo en 1991, expliquant pour la première fois la variabilité récente des courants de l'océan Atlantique nord. Ils concluent qu'une éruption majeure dans un futur proche pourrait avoir une incidence pendant plusieurs décennies sur les courants de l'océan Atlantique nord et donc sur la capacité de prévoir la variabilité du climat européen. Ils souhaitent désormais consolider ces résultats en multipliant les sources de données, notamment en paléoclimatologie.

    Source:

    Bidecadal North Atlantic ocean circulation variability controlled by timing of volcanic eruptions. Didier Swingedouw,Pablo Ortega,Juliette Mignot,Eric Guilyardi,Valérie Masson‐Delmotte,Paul G.Butler, Myriam Khodri and Roland Séférian.Nature Communications, le 30 mars 2015. DOI: 10.1038/ncomms7545.

     

     

    1Du laboratoire Environnements et paléo environnements océaniques et continentaux (CNRS/Université de Bordeaux), du Centre national de recherches météorologiques - groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRS/Météo France), du Laboratoire d'océanographie et du climat : expérimentations et approches numériques (CNRS/UPMC/MNHN/IRD) et du Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (CNRS/CEA/UVSQ) appartenant tous deux à l'Institut Pierre Simon Laplace.
    2Ce projet a été financé par l'Agence Nationale de la Recherche via le projet « Groenland vert » du programme Changements Environnementaux Planétaires et Société (2011-2015).

  • Pourquoi le neutron est-il plus lourd que le proton ?

    Des deux constituants des noyaux atomiques, le neutron est très légèrement plus massif que le proton. Et cette différence minime (0,14 %), mesurée expérimentalement, est cruciale pour comprendre comment ces noyaux se sont assemblés dans l’Univers primordial : un écart à peine supérieur ou inférieur aurait conduit à un univers radicalement différent du nôtre. À l’aide de superordinateurs parmi les plus performants au monde1, une équipe de physiciens principalement de France (au Centre de physique théorique– CNRS/Aix-Marseille Université/Université de Toulon), d’Allemagne et de Hongrie, a pour la première fois calculé cette différence de masse directement à partir du modèle standard de la physique des particules. Les scientifiques ont ainsi confirmé que cet écart résulte d’une compensation partielle entre deux effets contraires : les quarks qui composent le neutron sont en moyenne plus lourds que ceux qui composent le proton, même si la masse associée à l’énergie du champ électrique2 créé par le proton (muni d’une charge positive) alourdit ce dernier par rapport au neutron (électriquement neutre).

     

     Source: numéro du 27 mars de la revue Science

     

    1 des supercalculateurs capables de millions de milliards d’opérations par seconde, situés au Forschungszentrum Jülich (Allemagne) et à l’Institut du développement et des ressources en informatique scientifique (IDRIS - CNRS), à Orsay.

    2 énergie et masse sont reliées selon la célèbre formule E = mc² (où c désigne la vitesse de la lumière).

  • Signature de deux accords franco-indiens de coopération scientifique

    Le CNRS a signé deux accords de coopération scientifique avec l’Inde, le vendredi 10 avril 2015 au palais de l’Elysée, en présence de Narendra Modi, Premier ministre indien, et de François Hollande, président de la République française.

    L’Inde, à travers son Department of Biotechnology (DBT, agence du ministère indien de la Science et de la Technologie) a pour projet ambitieux de créer son premier institut de biologie marine de standard international. Pour cela, le DBT a fait appel au savoir-faire du CNRS et de l’université Pierre-et-Marie-Curie, qui gèrent ensemble les stations marines françaises de Roscoff, Banyuls-sur-Mer et Villefranche-sur-Mer. La signature d’un «MoU» (Memorandum of Understanding) entre ces trois organismes vise à encadrer pendant un an des échanges bilatéraux (visites et workshop) pour mieux définir le projet de création de cet institut, qui comprendra également une composante formation. Celui-ci pourrait être basé à Goa, avec des plateformes expérimentales, notamment sur les Iles Andaman.

    A l’occasion de la rencontre entre les dirigeants français et indiens, le CNRS a également renouvelé son accord de coopération avec le Department of Science and Technology (DST, agence du ministère indien de la Science et de la Technologie), partenaire majeur avec lequel il a créé sa première unité mixte internationale en Inde, « Indo-French Center for Applied Mathematics » en 2012. De nouveaux programmes de coopération sont en cours de discussion et un ou plusieurs projets de réseaux et de laboratoires virtuels pourraient émerger dans les prochains mois. La signature de ce deuxième « MoU » permettra d’encadrer ces nouvelles initiatives.

  • Le papillon de lumière ou le deuxième feed-back après une évaluation formative

    papillon.jpg

    Je fais une évaluation formative hebdomadaire par écrit de 5 minutes dans toutes mes classes sur une notion très clairement précisée aux élèves auparavant.

    Je fais directement la correction en classe pendant les 5 minutes d'épreuve et je leur montre .

    Je demande le lever la main suivant la réussite (1er feed-back).

    Je corrige l'évaluation selon  une échelle de 1 à 4 que je convertis en petites notes sur 20 à faible coefficient.

    1: c'est faux, incompris

    2 : il y a des erreurs, un manque de temps important pour que la réponse soit complète, une question n'a été que partiellement traitée, il manque un élément capital

    3: C'est fait correctement, c'est compris, il peut rester une petite erreur, il peut manquer une justification

    4: c'est parfait

    Je fais le graphique des résultats de la classe et je le transmets aux élèves (via le cahier de textes par exemple).

    Pour les élèves qui ont un résultat inférieur ou égal à 2 (non acquis ou en cours d'acquisition), j’agrafe un papier jaune ou orange avec des questions du même type (et le beau papillon ci-dessus) à me rendre en même temps que la prochaine petite interro (2ème feed-back). C'est le papillon de lumière...

    Un papillon visiblement très bien accueilli par les élèves. Je n'ai jamais eu autant de questions précises des élèves les plus fragiles! Bingo...

    Une réussite à cette seconde étape leur permettra de récupérer au moins un 2/4 comme résultat d'évaluation.

    Et pour les plus récalcitrants, j'ai déjà prévu l'arme du scarabée sacré! Je ne sais pas ce que c'est mais je vais bien trouver.

      Scarabée-Egypte.jpg

     

     

  • Déclin du puits de carbone amazonien lié à une surmortalité des arbres

    16_Monitoring_the_Amazon_RAINFOR.jpgL’Amazonie est en train de perdre sa capacité à absorber le dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique, principal gaz à effet de serre. C’est le résultat d’un inventaire colossal : le suivi, sur une trentaine d’années, de la biomasse contenue dans 321 parcelles de forêt amazonienne. Il révèle que le taux de mortalité des arbres a augmenté de plus d’un tiers depuis le milieu des années 1980, diminuant la capacité de stockage du CO2 par la forêt tropicale. L’étude implique presque 100 chercheurs du réseau Rainfor1 sous la direction de l’université de Leeds, dont des chercheurs français du Cirad, du CNRS et de l’Inra.

    1www.rainfor.org 

    Référence : Long-term decline of the Amazon carbon sink, R.J.W. Brienen et al. Nature, 19 mars 2015.DOI : 10.1038/nature14283.

    Photos et crédits: RAINFOR team monitoring Amazon canopy, Peru.   Photo by Kuo-Jung Chao

                                 Map of the monitoring sites across the Amazon. Credit: RAINFOR.

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