La science infuse

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22 mars 2020

Armageddon nucléaire : et après, on mange quoi ?

Ivy King, bombe à fission nucléaire de 500 kilotonnes testée par les États-Unis le 15 novembre 1952 sur l'atoll Eniwetok, dans l'Océan Pacifique

Vous avez l'impression ces jours derniers de vivre dans un film catastrophe ? Attendez de voir ce qui va suivre... Dans un impressionnant exercice de prospective, une équipe de chercheurs provenant des États-Unis, d'Allemagne, d'Autriche, de France et de Suisse, a modélisé... les conséquences d'une guerre nucléaire entre l'Inde et le Pakistan sur l'agriculture mondiale.

Dans son rapport 2017, la Global Challenges Foundation listait les risques de catastrophes à l'échelle mondiale (une activité comme une autre, me direz-vous...). Aux côtés du dérèglement climatique, d'un effondrement de la biodiversité, des pandémies (oups), de l'impact d'un astéroïde avec notre planète, de l'éruption d'un supervolcan, de la géo-ingénierie, de l'intelligence artificielle et d'autres risques inconnus à ce jour figuraient en bonne place les armes de destruction massive, au premier rang desquelles l'arme nucléaire. En effet, même si, comme le détaille Steven Pinker dans Le triomphe des Lumières, le stock d'ogives nucléaires des États-Unis est le plus faible depuis 1956 et que la Russie a réduit son arsenal de 85 % par rapport à l'apogée de l'époque soviétique, il reste aujourd'hui plus de 10 000 ogives dans le monde. Et une petite partie d'entre elles sont installées à proximité du Cachemire, région disputée par l'Inde et le Pakistan depuis des décennies. Selon une étude parue dans Science Advances en 2019, l'Inde et le Pakistan pourraient être dotés d'ici 2025 de 400 à 500 bombes nucléaires d'une puissance de 10 à plusieurs centaines de kilotonnes (pour mémoire, la bombe Little Boy qui est tombée le 6 août 1945 sur Hiroshima avait une puissance de 15 kilotonnes). Que se passerait-il si un conflit nucléaire s'ouvrait entre les deux belligérants ? Selon le scénario des chercheurs, 5 millions de tonnes de poussière seraient projetées dans l'atmosphère, provoquant un hiver nucléaire : un voile encerclerait autour de la Terre, réduisant le rayonnement solaire et provoquant un refroidissement global (baisse de la température moyenne de 1,8 °C et des précipitations de près de 8 %) pendant plusieurs années. Les chercheurs ont alors fait tourné leurs algorithme pour modéliser les répercussions en chaîne de cet hiver sur l'agriculture et le commerce mondial.

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4 septembre 2014

Quand la terre tremble, les crustacés troglodytes trépassent

Le tremblement de terre qui a ravagé la ville italienne de L'Aquila a aussi bouleversé l'écosystème de ses nappes phréatiques.

Le 6 avril 2009, la terre a tremblé à L'Aquila, capitale de la région italienne des Abruzzes, causant la mort de 308 personnes. Mais que se passait-il pendant ce temps-là plusieurs mètres sous les décombres, dans les cavernes gorgées d'eau qui irriguent le sous-sol abruzzais ? C'est à cette question de prime abord incongrue que se sont attelés Dania Galassi et ses collègues italiens en plongeant dans les entrailles poreuses de la région pour y ausculter les bouleversements vécus par les crustacés et autres gastéropodes qui vivent reclus dans ces caves immergées.

Toute une faune vit en effet sous nos pieds, dans les poches inondées des aquifères, ces formations géologiques poreuses qui emprisonnent l'eau souterraine. Sous le massif abruzzais du Gran Sasso, on trouve ainsi un aquifère dit karstique, constitué d'un réseau complexe de fissures et de grottes, peuplées de nombreux organismes microscopiques appelés stygobies (leur nom rappelant le Styx, le fleuve souterrain mythique qui séparait le monde des Enfers) : des crustacés, des vers nématodes, des gastéropodes... Une étonnante faune, aveugle et dépigmentée, pullule, enfouie dans des cavernes inondées : elle représente selon les chercheurs italiens "la composante la moins bien connue de la biodiversité globale", d'autant plus intéressante à étudier qu'elle est le plus souvent endémique, ces organismes étant les derniers survivants d'espèces présentes autrefois à la surface de la Terre avant de s'exiler dans les profondeurs, loin de la lumière du soleil. Et cette étude est d'autant plus urgente que les stygobies ne sont pas à l'abri de l'extinction, pourtant bien cachés dans leurs cavernes...

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2 avril 2014

Le microbe qui a failli éradiquer toute vie sur Terre

Les trilobites font partie des nombreuses espèces marines à avoir disparu lors de la grande extinction permienne.

Il y a environ 252 millions d'années, la vie sur Terre a failli prendre fin. En l'espace de 20 000 ans - une période assez brève à l'échelle géologique - plus de 95 % des espèces marines (comme les trilobites) et près de trois quart des vertébrés terrestres ont été rayées de la surface de la carte. Quelle succession d'événements ont pu ainsi provoquer la plus grande crise biotique qu'ait connu la Terre ? C'est la question à laquelle s'est attelée l'équipe de Daniel Rothman, au Massachusetts Institute of Technology (États-Unis), épaulée par Changqun Cao, paléobiologiste de l'Institut de géologie et de paléontologie de Nankin (Chine), peu satisfaits des différentes théories qui ont vu le jour à propos de "la mère de toutes les extinctions de masse", selon le paléobiologiste américain Douglas Erwin.

Pour mieux comprendre les causes de l'extinction permienne, ainsi baptisée car marquant la fin de l'ère géologique du Permien (et le début du Trias), les chercheurs se sont envolés à Meishan, situé dans la province du Sichuan, au centre-ouest de la Chine. Leur objectif : analyser les roches de cette région, qui constituent pour les géologues le stratotype (c'est-à-dire l'affleurement-type) de la limite permo-triasique. Daniel Rothman et ses collègues se sont particulièrement intéressés à l'analyse du carbone contenu dans ces roches, laquelle indique une forte instabilité au moment de la transition Permien-Trias. Faut-il voir dans ce déséquilibre du cycle du carbone la trace d'événements volcaniques majeurs qui ont eu lieu à cette époque en Sibérie, et qui seraient responsables de l'extinction permienne selon une étude canadienne publiée en 2011 ?

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8 décembre 2013

Le réchauffement climatique marque-t-il une pause ?

La hausse des températures semble marquer une pause depuis quelques années : faut-il y voir une remise en cause du dérèglement climatique lié aux activités humaines ?

Si la décennie 2001-2010 a été la plus chaude depuis le début des relevés de températures en 1850, la hausse régulière des températures à l'échelle planétaire depuis le début des années 1970 semble marquer une pause ces dernières années. Ce type d'événement climatique est du pain béni pour les climato-sceptiques, qui remettent en cause le rôle des activités humaines dans le dérèglement climatique que connaît la Terre depuis des décennies, n'y voyant qu'une variabilité naturelle du climat. Deux climatologues du National Center for Atmospheric Research, situé à Boulder dans le Colorado (États-Unis), ont ainsi cherché à comprendre l'origine de cette pause apparente dans le réchauffement climatique : la Terre aurait-elle cessé de se réchauffer ?

Pour Kevin Trenberth et John Fasullo, "la réponse dépend en partie de ce que l'on entend par "réchauffement climatique"". Derrière cette réponse de Normand se cache la mécanique complexe du thermostat planétaire. Les climatologues s'accordent ainsi pour attribuer une valeur positive au forçage radiatif, une grandeur thermodynamique qui correspond à la différence entre la chaleur reçue et la chaleur émise par le système Terre : de façon globale, notre planète engrange donc de l'énergie. Pour les climato-sceptiques, ce forçage est avant tout d'origine naturel : il peut s'agir des éruptions volcaniques qui émettent des nuages de particules dans l'atmosphère (comme a pu le faire il y a des milliers d'années le super-volcan Toba) ou encore des variations cycliques de l'activité solaire. Des causes anthropiques entrent également en ligne de compte, expliquant la hausse récente des températures : les gaz à effet de serre augmentent le forçage en "piégeant" les radiations émises dans l'atmosphère, alors que les aérosols ont un effet opposé et contribuent à "refroidir" la Terre. Tous ces facteurs modifient le forçage radiatif et contribuent au déséquilibre de la balance énergétique de la Terre. Toutefois, ce surcroît d'énergie emmagasiné ne se traduit pas de façon linéaire par une hausse des températures : cette énergie peut être transformée en autre chose que de la chaleur relarguée dans l'atmosphérique. Elle peut ainsi contribuer à la fonte des glaciers et des glaces polaires (qui a des conséquences diverses sur l'écosystème arctique) ou au réchauffement des océans, qui se traduit par une montée des eaux de 3,2 mm par an entre 1992 et 2012 selon les estimations des deux climatologues américains.

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