mardi 31 mars 2015
lundi 30 mars 2015
Clé de la cosmologie, la masse du neutron a été calculée
Le neutron est à peine plus lourd que le proton. Si ce n’était pas le cas, notre Univers serait très différent. En 2008, une équipe européenne de physiciens avait retrouvé, par calcul et avec une bonne précision, les masses de ces deux particules à l’aide des équations de la chromodynamique quantique. Les mêmes chercheurs viennent de pousser leurs calculs un cran plus loin. Ils peuvent désormais expliquer pourquoi la différence de masse entre le neutron et le proton vaut 0,14 % de la masse du neutron.
Le 29/03/2015 à 15:25 - Par
Le zinc, un oligo-élément important pour l’immunité
Le déficit en zinc pourrait être impliqué dans différentes maladies chroniques (maladies cardiovasculaires, cancer, diabète) dans lesquelles l’inflammation joue un rôle. Les personnes âgées sont plus à risque pour le déficit en zinc.
Le 29/03/2015 à 13:27 - Par
Les huîtres sont riches en zinc. © Oregon State University, CC by sa 2.0
Le zinc est un oligo-élément essentiel pour de nombreux processus biologiques, comme la croissance, la fonction neurologique ou l’immunité. Il se trouve dans des aliments riches enprotéines comme la viande et les fruits de mer (les huîtres sont particulièrement riches en zinc). Les personnes âgées ont tendance à manger moins d’aliments riches en zinc et leur organisme ne l’absorberait pas et ne l’utiliserait pas aussi bien, ce qui explique qu’elles risquent davantage d’en manquer.
Dans une étude, des chercheurs de l’université de l’État de l’Oregon ont voulu comprendre les relations entre le déficit en zinc et l’inflammation. Pour cela, ils ont utilisé des cultures cellulaires humaines et un modèle de souris. Leurs résultats paraissent dans la revue Molecular Nutrition & Food Research.
Lors de leurs travaux, les chercheurs ont montré que le déficit en zinc stimule la réponse inflammatoire en provoquant une activation inappropriée des cellules immunitaires. « Quand vous faites disparaître le zinc, les cellules qui contrôlent l’inflammation semblent s’activer et répondre différemment ; ceci conduit les cellules à favoriser l’inflammation », explique Emily Ho, principale auteure de l’étude.
Les personnes âgées seraient plus touchées par le déficit en zinc. © Julius Dillier, Flickr, CC by nc nd 2.0
Le déficit en zinc lié à l’inflammation chez les personnes âgées
Plus précisément, le déficit en zinc stimulait la réponse inflammatoire en induisant la déméthylationdu promoteur de la cytokine IL-6, une protéine impliquée dans l’inflammation. Le déficit en zinc agissait donc sur la cytokine IL-6 par des mécanismes épigénétiques. La diminution de laméthylation du promoteur d’IL-6 s’observait aussi chez des souris âgées et dans des cellules immunitaires humaines de personnes âgées.
Les chercheurs ont aussi comparé les niveaux de zinc dans des souris, jeunes et âgées : les plus âgées avaient des niveaux de zinc bas. Or chez les personnes âgées, les défauts immunitaires liés à l’âge, comme l’inflammation chronique, coïncident avec un déclin du statut en zinc. Pour Emily Ho, ces travaux suggèrent un lien entre le déficit en zinc et l’augmentation de l’inflammation qui peut avoir lieu avec l’âge.
L’organisme ne peut pas stocker le zinc, ce qui implique des apports réguliers. Les apports journaliers recommandés en zinc pour les adultes sont 8 mg pour les femmes et 11 mg pour les hommes, quel que soit l’âge. Mais pour prévenir le risque de déficit, Emily Ho estime que ces recommandations devraient être revues pour les personnes âgées : « Nous pensons que le déficit en zinc est probablement un problème plus important que ce que les gens croient ».
dimanche 29 mars 2015
samedi 28 mars 2015
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mercredi 25 mars 2015
mardi 24 mars 2015
lundi 23 mars 2015
À l'Hadéen, des pluies de fer s'abattaient sur la surface de la Terre
La « Z machine » vient peut-être de donner la clé d’une énigme concernant les abondances de fer et d'éléments sidérophiles dans le manteau de la Terre et celui de la Lune. À l'époque, le fer pouvait se vaporiser à plus basse pression qu’on ne le pensait lors des impacts accompagnant le processus d’accrétion à l’origine de notre Planète et de son satellite. Des gouttes de fer liquide issues de la condensation d'une enveloppe de fer gazeux devaient donc pleuvoir sur la surface de la Terre en formation. Ce phénomène implique qu’il faut revoir le scénario de la différenciation planétaire.
Le 22/03/2015 à 15:27 - Par
Vue d'artiste de la Terre après sa collision avec Théia. La jeune Lune est visible à droite. Les deux planètes subissaient encore un fort bombardement météoritique, ce qui explique la présence de zones couvertes de magma à leur surface. © Fahad Sulehria
Dans le cadre du scénario standard expliquant la formation de la Terre, le fer, contenu initialement dans les météorites et astéroïdes responsables du processus d’accrétion qui a fait croître sa masse rapidement, a migré vers le cœur de la Planète en quelques dizaines de millions d’années environ. Les détails et la chronologie de ce processus de différenciation planétaire qui a abouti, en moins de 60 millions d’années, à l’existence d’un noyau constitué essentiellement de fer et de nickel entouré d’un manteau très appauvri en ces éléments sont encore sujets à débats.
On s’accordait cependant sur l’idée d’une Terre primitive très chaude (en raison de l’énergie apportée par l’accrétion au début de l’Hadéen il y a 4,56 milliards d’années) et dans laquelle le fer fondu aurait migré par percolation à travers les roches silicatées. Environ 50 millions d’années après le début de la formation de la Terre, elle serait ensuite entrée en collision avec un corps céleste de la taille de la Lune, Théia. Cette petite planète devait elle aussi avoir un noyau différencié qui aurait fusionné avec celui de notre Planète. La Lune se serait ensuite formée par condensation des débris de la collision, largement vaporisés et contenant des matériaux issus aussi bien de Théia que du manteau de la Terre.
L'énigme des éléments hautement sidérophiles du manteau
Toutefois, les estimations du contenu résiduel en fer du manteau de la Terre, et surtout en éléments hautement sidérophiles (HSE, pour highly siderophile elements en anglais) entraient en contradiction avec ce scénario. Il y en avait trop, de 10 à 100 fois la valeur prédite pour les HSE. Une solution pour expliquer cette énigme consistait à faire intervenir le fameux Grand Bombardement tardif qui s’est produit il y a environ 4 milliards d’années. Les HSE primitifs, comme leur nom l’indique, auraient dû accompagner le fer lors de la différenciation de la Terre puisqu’ils ont beaucoup d’affinité avec cet élément. Mais on peut très bien imaginer qu’un apport tardif sous forme d’astéroïdes et de petits corps célestes s’est produit alors que la Terre était plus froide. Ces HSE et le fer se seraient ensuite retrouvés dans le manteau. Malheureusement, selon ce nouveau scénario, la même chose aurait dû se produire avec la Lune alors que ce n’est pas le cas.
La Z machine en plein fonctionnement. Malgré la présence d'eau déionisée pour assurer une isolation d'une partie du dispositif, des éclairs impressionnants sont produits. © Sandia Corporation
Pour résoudre cette énigme, des chercheurs du Sandia National Laboratories ont décidé d’utiliser la célèbre Z machine dont on a beaucoup parlé dans le cadre des travaux sur la fusion thermonucléaire. Avec elle, ils ont réalisé des expériences qui auraient sans doute plu aux pionniers de la physique et de la chimie des hautes pressions qu’étaient Alfred Ringwood, Francis Birch etPercy Bridgman. Les résultats de leurs travaux viennent d’être publiés dans un article de Nature Geoscience.
Soupçonnant que quelque chose n’allait pas dans l’idée que l’on se faisait du comportement du fer contenu dans des corps célestes soumis à des ondes de choc lors d’impact avec une planète, les physiciens ont cherché à vérifier quel était le point de vaporisation du fer à hautes pressions. On ne le connaissait jusqu’à présent que de façon théorique. Des plaques de fer de 5 millimètres carrés et épaisses de 200 microns ont donc été bombardées par des disques d’aluminium. Ils sont accélérés à 25 km/s grâce aux puissants champs magnétiques de la Z machine comme on sait le faire avec elle depuis plus de 10 ans pour réaliser des expériences sur le comportement des matériaux à hautes pressions. Sous l’action des ondes de choc produites par les collisions, le fer comprimé s’échauffe puis se vaporise.
Du fer qui se vaporise facilement lors d'impacts d'astéroïdes
Les chercheurs ont découvert qu’il suffisait d’atteindre des pressions de 507 gigapascals (GPa) et non pas de 887 GPa pour vaporiser le fer. Il en découle qu’il faut se faire une tout autre idée du processus d’accrétion et de différenciation de la Terre puisqu’une partie non négligeable du fer devait en fait se retrouver sous forme de gaz pendant le processus d’accrétion. Une atmosphèreriche en fer gazeux devait donc entourer la Terre qui, en se refroidissant, devait donner des pluies sur la surface de notre Planète en formation. C’est ce qui expliquerait qu’une partie du fer et des HSE ne s'est pas retrouvée piégée dans son noyau. Dans le cas de la Lune, du fait de son champ degravité plus faible, le fer s’est littéralement évaporé dans l’espace malgré l’apport du Grand Bombardement tardif.
Toutes ces considérations sont résumées par les déclarations de l’un des principaux chercheurs impliqués dans cette découverte : « Parce que les scientifiques planétologues ont toujours pensé que c’était difficile de vaporiser le fer, ils n’ont jamais envisagé que sa vaporisation constituait un processus important lors de la formation de la Terre et de son noyau. Mais avec nos expériences, nous avons montré qu'il est très facile de vaporiser le fer lors d’impacts. Cela change la façon dont nous concevons la genèse des planètes car, au lieu d’une formation directe du noyau de la Terre par du fer plongeant vers son cœur sous forme de diapirs, il apparaît que le fer se vaporisait, constituant des panaches étalés, se condensant en gouttelettes qui pleuvaient sur la surface de la Terre. Ces petites gouttelettes de fer se mélangeaient facilement au manteau, ce qui modifie notre interprétation des données géochimiques que nous utilisons pour dater la formation du noyau de la Terre ».
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