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10 vues microscopiques d'événements ayant d'énormes conséquences pour la Terre
La Terre est très ancienne et très vaste, mais elle contient de nombreux détails microscopiques qui se sont accumulés au cours des siècles. La technologie actuelle peut nous montrer des points de vue incroyables sur de minuscules choses qui ont été oubliées après des événements humains et naturels massifs dans le passé ou qui maintiennent encore le bon fonctionnement de la planète aujourd'hui.
10 Une image figée de la formation du système solaire
Ceci est une mince section d'une météorite âgée de quatre milliards et demi. Les blobs ronds, appelés chondrules, expliquent pourquoi ces météorites sont appelées chondrites. Aujourd'hui, les chondrites montrent aux scientifiques comment la Terre et le reste du système solaire se sont formés.
Les chondrites sont littéralement plus vieux que la terre. Ils se sont formés lorsque le système solaire n'était plus qu'un nuage de poussière interstellaire, dont certaines se sont transformées en chondrules. Le reste a commencé à s'agglomérer pour former des objets de plus en plus gros et de plus en plus gravitaires. Ce processus est devenu un processus effréné qui a pris fin lorsque le centre du nuage s'est illuminé en tant que star, notre soleil. Ce qui restait de la poussière et des chondres devenait des planètes, des lunes, des astéroïdes et des comètes.
Après cela, toutes les planètes et la plupart des lunes étaient suffisamment grandes pour continuer à se développer par leurs propres moyens. Les scientifiques ne disposent plus d'aucun de leurs matériaux d'origine. C'est pourquoi les chondrites telles que celle présentée ci-dessus sont si importantes.
Les astéroïdes et quelques autres objets étaient trop petits pour continuer à se développer et restaient simplement dans le système solaire pendant des milliards d'années, se brisant parfois et tombant vers la Terre. Les scientifiques savent maintenant que les chondrules lumineuses montrées ci-dessus sont noyées dans le nuage de poussière interstellaire d'origine, qui apparaît en noir sur l'image ci-dessus, pris au moment de former un système solaire complet.
9 blocs de construction possibles pour la vie dans l'espace
Cette image floue, apparemment floue, est l'équivalent dans la vie réelle de ces formules chimiques que vous avez vues dans les manuels. Il a été pris avec un instrument au nom génial - «microscope à force atomique sans contact» - et montre des atomes de carbone et d'hydrogène se liant dans trois cycles benzéniques.
Les astrobiologistes aiment la structure cyclique à six côtés du benzène, car elle peut être façonnée en de nombreux types de molécules susceptibles de se retrouver dans l'espace, en particulier les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Ces molécules et d’autres molécules organiques à base de carbone constituent environ la moitié des nuages de poussière et de gaz qui flottent entre les étoiles.
Puisque la vie sur Terre est également basée sur le carbone, on peut se demander si elle provenait à l'origine de ces molécules organiques interstellaires. Personne ne le sait vraiment, mais les chercheurs de la NASA ont fait une découverte intéressante en étudiant les HAP. Ils ont exposé la pyrimidine, un matériau qui ressemble aux HAP, à des conditions de laboratoire qui imitent l'environnement hostile de l'espace. Le résultat: la formation d'uracile, de cytosine et de thymine, trois matériaux présents dans le matériel génétique de toute vie sur Terre.
Un jour, des experts détermineront le début de la vie sur Terre. Ce que nous savons, c’est qu’au début, la vie avait subi une série d’extinctions massives. Probablement le pire événement d'extinction jamais été déclenché par une très petite créature nommée…
8 cyanobactéries: les cellules qui ont donné l'oxygène de la terre pour la première fois
Cette image est exactement ce à quoi elle ressemble: un groupe de cellules bactériennes vues au microscope. Cette créature était connue sous le nom d'algue bleu-vert, mais elle porte maintenant le nom de cyanobactérie. le premier Ce qui est étonnant avec ces cellules, c’est qu’elles ont un milliard d’années. Les scientifiques les ont extraites de formations géologiques vieilles de plusieurs milliards d'années en Australie, où 29 autres espèces ont également été trouvées.
Comment les bactéries peuvent-elles laisser des fossiles? Les cyanobactéries sont plus grosses que la plupart des bactéries et ont des parois cellulaires épaisses. Ils vivent dans des nattes qui se forment en couches appelées stromatolites et oncolites. Les stromatolites anciennes, lorsqu'elles sont coupées en tranches extrêmement minces, révèlent parfois des cyanobactéries fossilisées comme celles de cette micrographie.
Un fait encore plus étonnant est que sans ces cyanobactéries présentes dans l’image et beaucoup d’autres semblables, la vie telle que nous la connaissons n’existerait pas aujourd’hui. Dans sa jeunesse, l’atmosphère de la Terre ressemblait à celle du smog du Titan, la lune de Saturne. Il était toxique pour la vie moderne, mais certains microbes, y compris les cyanobactéries, pouvaient le supporter. Puis, il y a environ 2,3 milliards d'années, les cyanobactéries ont développé la capacité de vivre du soleil grâce à la photosynthèse. L'un des effets secondaires de la photosynthèse est l'oxygène, qui était mortel pour les microbes qui préféraient le smog. Comme il y avait un grand nombre de cyanobactéries, le grand événement d'oxygénation a changé l'atmosphère de la planète et a probablement provoqué la plus grande extinction de masse de la Terre. Cependant, il a également ouvert la voie aux animaux et aux plantes d'aujourd'hui.
À l'heure actuelle, on ne peut que supposer que les cyanobactéries ont tué les créatures de smog, mais nous savons qu'il y a eu un événement appelé le grand mourant, dans lequel presque toute la vie sur Terre a péri. Une cause de cette extinction de masse était…
7 Les pièges sibériens
C'est ce que les géologues appellent une fine section, car c'est une très fine tranche de roche. Au microscope à lumière polarisée, vous pouvez identifier différents minéraux par leur couleur. (En outre, les sections minces font génial art rupestre!)
Ceci est une fine section de gabbro leucocratique. La partie blanche de l'image est le minéral plagioclase et la bleue est l'amphibole. Notez comment les minéraux sont tous regroupés; ils sont apparemment pris dans un flot de matériau noir que nous pouvons imaginer rouler lentement, comme la lave hawaïenne, de gauche à droite sur cette image.
Cette lave était jadis très liquide et ressemblait à de la Hawaï. Elle a commencé à couler dans le sol de l'actuelle Sibérie il y a environ 250 millions d'années. L'inondation des pièges de Sibérie s'est produite pendant la période du Permien, à la même heure que la plus grande extinction de masse connue de la Terre. L'inondation de basalte a duré un million d'années. Beaucoup de géologues de la lave estiment que l'enfouissement de l'Europe serait de plus d'un kilomètre de profondeur.
Ce n'était pas une bonne nouvelle pour la vie sur Terre. Tandis que d'autres facteurs étaient probablement impliqués dans la Grande Mort, les émanations et les cendres de cette éruption bloquaient la lumière du soleil et des gaz toxiques s'échappaient de la lave pour polluer l'air et la mer. Pendant cette période, environ 93 à 97% de toutes les vies ont disparu.
Certains disent que l'inondation a été causée par un panache de manteau; d'autres pensent que c'était lié à la tectonique des plaques. La lave sibérienne ne dit pas; ses cristaux jadis mortels restent là et scintillent devant nous.
La Terre traverse des cycles de vie et de mort. Une partie est enregistrée dans les roches, mais l'atmosphère ne laisse aucune trace. Ou le fait-il?
6 il y a 420 000 ans, l'atmosphère de la Terre
Ces petites bulles d'air ne montent pas dans l'eau. Ils sont gelés dans de la glace vieille de plusieurs centaines de milliers d'années. L'analyse de l'air en dit long sur le climat ancien de la Terre, sur son évolution au fil du temps et sur son évolution possible.
Alors, comment l'air pénètre-t-il dans la glace et comment peut-il être daté? Les cristaux de neige retiennent l'air lorsqu'ils tombent sur la Terre. Si la neige ne fond pas, elle se transforme en glace glaciaire avec des bulles d'air. Tout reste dans la même position verticale par rapport à tout le reste. Les glaciers se déplacent parfois horizontalement, coulant sur la terre, mais leurs intérieurs restent stables. Par conséquent, les scientifiques peuvent déterminer l'âge des différentes couches horizontales de glaciers, même sans datation au carbone - les couches les plus jeunes sont toujours au-dessus. C'est ainsi que les experts savent que de telles bulles, trouvées dans les carottes de glace de l'Antarctique et du Groenland, contiennent de l'air datant de 420 000 ans.
Les changements dans la quantité de dioxyde de carbone dans l'air peuvent certainement affecter le climat. C'est un gros problème aujourd'hui, mais heureusement, une petite créature marine nous aide à y faire face.
5 un important recycleur de carbone
Ce n'est pas une image satellite d'une forêt entourée d'une route. C'est une vue microscopique de Alteromonas, une bactérie récemment découverte qui joue un rôle important dans la rétention du dioxyde de carbone (CO2) sous contrôle.
Le carbone existe partout sur Terre. Il est présent dans l'air dans un équilibre délicat que les océans de la planète aident à contrôler. L'eau de mer absorbe et libère du CO atmosphérique2. Le plancton consomme le carbone absorbé. Quand ils meurent, leurs corps s'enfoncent dans les profondeurs de l'océan, où les bactéries les mangent. Ces bactéries libèrent alors du CO2, qui finit par retourner dans l'atmosphère de la Terre.
Du moins, c'est ce que pensent les scientifiques. La plupart du processus se déroule à des kilomètres sous l'océan, où les chercheurs ne peuvent pas l'observer. On croyait autrefois que de nombreuses bactéries différentes étaient impliquées. Cependant, il a été récemment découvert qu’un seul Alteromonas souche mange autant qu'une communauté entière d'autres organismes. Cette découverte permet aux scientifiques de créer beaucoup plus facilement des modèles du cycle du carbone dans l'océan. Il leur suffit de baser leurs calculs sur le Fat Albert de la mer.
4 usines de neuf millions d'années
Les plantes aident à garder l’atmosphère respirante. Les pièces ci-dessus ont été flash-fossilisées lors d'un impact de météorite il y a des millions d'années. Les scientifiques n'avaient aucune idée que la matière organique pourrait résister à une telle chaleur. Grâce à cette découverte, nous savons maintenant qu'il est possible que la vie sur Mars, si elle a jamais existé, ait été préservée de la même manière.
Voici ce qui s'est passé: Une série de sept objets spatiaux différents s'est écrasée sur ce qui est maintenant l'Argentine, avec le dernier impact survenu il y a environ neuf millions d'années. Le sol était recouvert d'une terre poudreuse appelée loess, qui fondait et se transformait en verre très rapidement. Les experts ont fait une série de tests; Après de nombreuses pannes croustillantes, ils ont découvert qu'à des températures supérieures à 1 480 degrés Celsius (2 700 ° F), l'eau des couches extérieures d'une plante absorbait suffisamment de chaleur pour protéger les délicates structures internes. Quelque chose de similaire se produit lorsque vous faites frire des aliments.
Mars est également recouvert de loess et présente de nombreux cratères d'impact. Cela fait des milliards d'années qu'il n'y a pas de rivières ni d'océans. La vie aurait pu exister là-bas, et il est fort possible que la vie martienne ancienne ait été préservée dans un verre à impact, tout comme l'étaient ces plantes de la Terre.
3 Un arrêt sur image de la plus grande éruption volcanique récente au monde
Cela peut ressembler à un gros plan de Van Gogh Nuit étoilée, mais c’est vraiment une autre partie mince géologique de la roche volcanique. Ici, il n’ya pas de bavures mais beaucoup d’arêtes vives. Il s’agissait d’une éruption violente et non d’un écoulement de type hawaïen.
Ces gros morceaux sont des fragments de minéraux déchiquetés. Ils sont noyés dans la roche pulvérisée qui les entoure. Regardez de près, et vous verrez des vides sombres dans la pierre poudrée qui s'étire comme de la tire tirée et chaude.
C'est un petit morceau de la superéruption de Toba datant d'environ 75 000 ans. C'était la plus grande éruption connue de la planète au cours de l'histoire de l'humanité. Elle a projeté 2 900 kilomètres cubes de magma et trois trillions de kilogrammes de soufre dans le ciel. Des cristaux de minéraux ont été brisés en éclats lorsqu’ils ont explosé hors de la bouche d’aération. Quelques secondes plus tard, ils étaient noyés dans des cendres volcaniques chaudes et gazeuses.Le gaz s'est rapidement dissipé, laissant derrière lui des espaces dans les particules de cendres qui paraissent noires sous une lumière polarisée. Des dizaines de milliers d'années plus tard, les géologues qui étudient ces débris sont toujours impressionnés par la violence de Toba. Les cendres de l'éruption sont tombées jusqu'à l'Afrique de l'Est, à 7 000 kilomètres.
2 humains domptant le feu
Celui-ci est exactement ce à quoi il ressemble. Le bronzage est de la saleté, les particules les plus claires sont les cendres d'un feu de bois et le matériau gris foncé est une matière végétale qui a été partiellement brûlée. Ce qui est étonnant, c’est que cela prouve que les gens avaient le feu sous leur contrôle il ya un million d’années, bien plus tôt que prévu.
Les estimations du moment exact où les humains ont maîtrisé le feu ont toujours été incertaines. Il est difficile de dire si des couches de cendre ancienne ont été laissées par un feu de forêt ou un feu de cuisine. Il y a quelques années, les scientifiques ont utilisé des techniques avancées sur les cendres, notamment celles présentées ci-dessus. Les cendres provenaient d'un incendie d'un million d'années découvert dans une grotte sud-africaine. Il n'était pas perturbé et n'aurait pas pu être causé par des processus naturels. Des outils de pierre ont été trouvés à proximité.
Ce que nous voyons ici sont les restes de cendre d’une plante que quelqu'un, peut-être l'homo erectus, emporté dans cette grotte il y a un million d'années. Ils n'étaient probablement pas végétariens car des os brûlés ont également été retrouvés.
Le contrôle du feu était notre plus grand pas en avant pour devenir les maîtres de la Terre que nous sommes aujourd'hui. Mais sommes-nous vraiment maîtres? Les scientifiques commencent à se rendre compte que la plus grande masse d'organismes vivants sur Terre pourrait en fait demeurer dans la croûte rocheuse sous les océans. Ces petites créatures s'appellent…
1 endolithes
Il serait plus facile de laisser les scientifiques vous expliquer en quoi consistent ces jolies choses vertes: «Tiges minérales tordues produites par des bactéries oxydantes du fer récupérées au cours d’expériences d’incubation de minéraux dans les trous de forage de Juan de Fuca».
Le mot clé ici est «trous de forage». Des scientifiques ont exploré le fond de la mer et y ont trouvé des bactéries. Ces petits habitants des roches, appelés endolithes, ont déjà été couverts. Ils vivent dans le rock et le mangent. Les scientifiques les connaissent depuis des années, mais ce n'est que maintenant que l'on commence à comprendre combien il pourrait y avoir d'endolithes sur Terre.
La majeure partie de la Terre est recouverte d'une croûte océanique. Ce fond marin est constitué de lave basaltique qui jaillit au niveau des dorsales océaniques et s’éloigne ensuite des dorsales sur une sorte de tapis roulant géologique. Il y a beaucoup d'eau et de chaleur disponibles - les deux choses nécessaires à la vie sur Terre. En outre, la vie aquatique se développe déjà sur les dorsales médio-océaniques des bouches hydrothermales. Pourquoi la vie ne se porterait-elle pas aussi bien dans les fonds marins?
Maintenant, imaginez que toute cette croûte océanique soit habitée. Les scientifiques qui ont pris cette image de tiges d’endolithes vertes estiment qu’il pourrait en effet constituer une excellente maison pour une telle forme de vie. D'autres pensent même que le fond marin peut contenir plus de biomasse que la vie terrestre et marine combinée!