dimanche 28 février 2016

L'acidification des océans perturbe bien la croissance des coraux

Pour CAPES et Agreg
Thèmes : homme et biodiversité, exosquelette, océans



 L'augmentation du taux de CO2 atmosphérique due aux activités humaines a une conséquence aussi sur le pH des océans puisque la dissolution du CO2 dans l'eau s'accompagne de la libération d'un ion H+ et donc entraîne une baisse du pH (il est passé de 8,2 à 8,1 ce qui peut paraitre un changement faible mais le pH est une échelle logarithmique et ce 0,1 représente une augmentation de l'acidité de 30%). Bien que cette absorption océanique soit très significativement bénéfique pour le climat (25% environ des émissions humaines sont absorbées dans les océans; c'est toujours ça de moins de gaz à effet de serre dans l'atmosphère), la baisse du pH met en danger la physiologie et la survie d'un grand nombre d'espèces, notamment celles qui ont des exosquelettes calcaires. En effet, la précipitation de CaCO3 se fait plus difficilement à pH acide. Voir cette page.

Des chercheurs californiens ont confirmé sur le terrain ce que l'on soupçonnait déjà par des modélisations : la baisse du pH a des effets délétères sur la croissance des récifs coralliens. Pour le démontrer, ils ont fait une expérience de hydro-ingénierie locale en ramenant le pH à des valeurs pré-industrielles grâce au relargage contrôlé de NaOH à partir d'un tank de 15000 L dans un atoll cerné de récifs coralliens au large de l'Australie. Pour obtenir des données mesurables, les chercheurs ont aussi relargué avec la soude un colorant qui permet de détecter quelle partie du récif avait bien reçu l'eau de mer "corrigée" avec le jeu des courants. Bilan : la croissance des coraux a augmenté de 7% dans les parties colorées (avec le pH corrigé) par rapport aux parties voisines témoin. C'est une expérience importante car les coraux sont globalement malade à l'échelle de la planète (ce qui conduit à leur blanchiment lorsqu'ils perdent les dinoflagellés photosynthétiques symbiotiques qui assurent leur survie). On ne savait pas bien dans quelles proportions les différents paramètres (température, pH, turbidité, surpêche) intervenaient et là la contribution du pH est bien démontré.

Maintenant, les chercheurs veulent accentuer l'acidité dans cet atoll devenu leur terrain expérimental et observer les effets du pH prévu par les modélisations pour 2100, soit pH=7,7 dans les modèles les plus pessimistes). L'enjeu dépasse les coraux puisque les récifs coralliens sont de véritables oasis dans les océans et la survie de beaucoup d'espèces de poissons dépend de ces récifs. 


mercredi 3 février 2016

Le champ magnétique terrestre tire pour partie son origine de la précipitation de minéraux riches en magnésium

Pour BCPST, CAPES et Agreg
Thème : structure interne du globe, la Terre machine thermique


Source : http://phys.org/news/2016-01-theory-magnesium-key-earth-magnetic.html


Le champ magnétique terrestre est un élément essentiel pour le maintien de la vie sur Terre et de sa composition atmosphérique. Il est généré par de vigoureux mouvements du noyau externe, constitué de fer et de nickel, ce qui produit un champ magnétique par effet dynamo. Voir cet article. Il existe depuis au moins 3,45 milliards d'années. 

Jusqu'à présent, les deux principales sources d'énergie considérées pour créer ces mouvements étaient la solidification du noyau interne et la désintégration des noyaux radioactifs. Dans une étude de Nature de la semaine dernière, il y a une troisième source qui devrait être ajoutée. En effet, la modélisation avec les deux premières sources n'est pas suffisante pour tout expliquer, notamment durant les premières périodes de la vie de notre planète car la solidification du noyau interne aurait commencé assez récemment (il y a "juste" 1 milliard d'année). La nouvelle source d'énergie serait la précipitation de minéraux contenant du magnésium. A l'aide de simulations informatiques, les chercheurs ont modélisé que les nombreux impacts de la vie précoce de la planète avec des proto-planètes aurait introduit du magnésium dans le noyau. A des températures de 7000 K, le magnésium aurait pu se mélanger au fer et au nickel. Mais lorsque le noyau se refroidit, ces éléments minéraux avec du magnésium devrait précipiter. Comme ces minéraux sont moins denses ils remonteraient et s'accumuleraient à la frontière avec le manteau et ce qui reste devient plus dense ce qui génère de l'énergie (cela libère de l'énergie dite gravitationnelle). Ce processus aurait non seulement fonctionné dans le passé mais continuerait actuellement avec une contribution significative.




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