mercredi 17 décembre 2014

La perovskite (Mg,Fe)SiO3 a maintenant un "vrai" nom : la bridgmanite

Pour Agreg surtout
Thèmes : minéralogie, manteau terrestre

 Jusqu'à présent la fameuse pérovskite (Mg,Fe)SiO3 n’avait pas reçu de nom car aucun spécimen n’avait été trouvé dans la nature. Or c’est une des règles de l’Association Internationale de Minéralogie que de ne donner un nom qu’à des minéraux connus à l’état naturel. Et c’est sans doute le minéral le plus abondant de la planète Terre ! Stricto sensu la pérovskite est le minéral CaTiO3 (oxyde de titane calcique) mais la pérovskite au sens large désigne tout minéral qui a une structure analogue à celui-ci et notamment la pérovskite silicatée (Mg,Fe)SiO3 qui est le principal minéral trouvé dans le manteau inférieur terrestre (constitue jusqu'à 93% de ce manteau). 

Météorite Tenham


Oliver Tschauner, un minéralogiste de l’Université du Nevada à Las Vegas, et des collègues de CalTech et Chicago, publient dans le numéro de Science du 28 Novembre la découverte de pérovskite (Mg,Fe)SiO3 dans la météorite Tenham, une chondrite L6 tombée en Australie en 1879.  Ils ont caractérisé le minéral grâce au rayonnement X synchrotron du grand synchrotron de Chicago, l’APS (Advanced Photon Source), comparable à Soleil en France.

On trouve des minéraux de haute pression dans les météorites à cause des gigantesques chocs que celles-ci ont subi, ces chocs s’accompagnant d’une élévation énorme de la pression pendant un temps relativement bref.

Le nom proposé et accepté par l’Association Internationale de Minéralogie est la bridgmanite, en l’honneur de Percy Williams Bridgman (1882-1961), un physicien américain qui travailla à Harvard et qui fut prix Nobel de physique en 1946 pour sa contribution à la reproduction en laboratoire de pressions extrêmement importantes. Il a rendu possible le domaine appelé « la haute pression » en Sciences de la Terre.

Article original :
Oliver Tschauner, Chi Ma, John R. Beckett, Clemens Prescher, Vitali B. Prakapenkan, Discovery of bridgmanite, the most abundant mineral in Earth, in a shocked meteorite, Science, 28 November 2014, Vol. 346 no. 6213 pp. 1100-1102, DOI: 10.1126/science.1259369.

samedi 6 décembre 2014

Les humains peuvent voir dans l'infra-rouge

Pour CAPES et Agreg
Thèmes : vision des couleurs, photorécepteurs



La vision des différentes couleurs dépend de la diversité des opsines qui entourent le 11-cis rétinal dans les cônes, qui constituent une catégorie de cellules photoréceptrices de la rétine. Nous avons 3 opsines différentes dans les différents cônes (opsine L (rouge), opsine M (verte) et opsine S (bleue)). Mais il existe aussi une opsine appelée rhodopsine dans les bâtonnets (dont le pic d'absorption est vers 500 nm, ce sera important pour la suite) et également la mélanopsine qui est exprimée par certaines cellules ganglionnaires et qui intervient dans la synchronisation des rythmes circadiens avec l'alternance réelle jour/nuit.

Nous percevons habituellement les longueurs d'onde entre 380 et 720 nm. Un article publié dans PNAS fin Novembre montre et explique comment nous pouvons également voir...à 1000 nm c'est-à-dire dans l'infra-rouge ! Les chercheurs l'ont montré en émettant de manière stochastique des lasers à différentes longueurs d'onde d'infra-rouges devant des volontaires et vers 1000 nm il y a eu le plus de réponses positives des volontaires, synchronisées avec les émissions réelles. Comment est-ce possible ? Les auteurs montrent que la rhodopsine et son 11-cis rétinal sont capables de capturer deux photons de 1000 nm ce qui les mettra dans le même état excité qu'avec un photon habituel à 500 nm : les faibles énergies des 2 photons à 1000 nm se combinent, permettant d'obtenir l'énergie d'un photon à 500 nm (n'oubliez pas que l'énergie des photons est inversement proportionnelle à la longueur d'onde). 

Néanmoins, il faut des intensités assez importantes pour percevoir quelque chose et on est loin de la "vision" infra-rouge des serpents !! (signalons au passage que les serpents perçoivent l'infra-rouge grâce à un canal ionique thermo-sensible et non pas par des réactions photochimiques)

Voir aussi cet article.