Développement durable: ce qu’il faut savoir

Mis en avant

SVT et EDD: L’éducation au développement durable (EDD) permet d’appréhender la complexité du monde dans ses dimensions scientifiques, éthiques et civiques. Transversale, elle figure dans les programmes d’enseignement.

 Le développement durable : ce qu’il faut savoir….

  • Qu’est ce que le développement durable ?

« Un développement qui répond aux besoins des générations du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs.

Deux concepts sont inhérents à cette notion : le concept de « besoins », et plus particulièrement des besoins essentiels des plus démunis, à qui il convient d’accorder la plus grande priorité, et l’idée des limitations que l’état de nos techniques et de notre organisation sociale impose sur la capacité de l’environnement à répondre aux besoins actuels et à venir. »

Extrait du rapport Brundtland (1987)

  • les trois piliers du développement durable

développement durable

 » La notion de développement durable repose sur 3 piliers, c’est-à-dire trois objectifs fondamentaux :

  1.  Pilier économique : continuer à produire des richesses pour satisfaire les besoins de la population mondiale = créer de la richesse
  2.  Pilier social : veiller à réduire les inégalités à travers le monde = tout le monde en profite
  3.  Pilier environnemental : ne pas dégrader l’environnement que les générations futures recevront en héritage = ne pas polluer « 

D’après Sylvain Allemand, Le développement durable, Autrement, 2006

Nous sommes tous concernés : à l’échelle mondiale, à l’échelle de l’individu… voir le Dossier EDD : on croule sous les déchets )

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  • Quels sont les objectifs du millénaire?

Les huit objectifs du Millénaire pour le développement (OMD) forment un plan approuvé par tous les pays du monde et par toutes les grandes institutions mondiales de développement ( 6 au 8 septembre 2000 à New York au Siège des Nations Unies ) ; les Etats membres de l’ONU ont convenu de les atteindre d’ici  2015 .

Les huit objectifs sont:

  1. éliminer  l’extrême pauvreté et la faim 
  2. assurer l’éducation primaire pour tous 
  3. promouvoir l’égalité des sexes et l’autonomisation des femmes 
  4. réduire la mortalité infantile
  5. améliorer la santé maternelle 
  6. combattre le VIH/sida, le paludisme et d’autres maladies 
  7. préserver l’environnement 
  8. mettre en place un partenariat mondial pour le développement.

OMDsource OMD

  • Les trois grands défis
  1. Défi n°1 / la croissance démographique: En 2100, nous serons près de 10 milliards… les ressources offertes par la Terre ne sont pas illimitées..
  1. Défi n°2 / la capacité de la planète: Les ressources  agricoles et énergétiques seront insuffisantes pour tous; les activités humaines ont des impacts sur l’environnement ( effet de serre, réchauffement climatique, problème de l’eau potable , destructions des forets, perte de biodiversité ) . cette situation compromet l’évolution de toutes les espèces vivant sur Terre ( Homme compris)
  1. Défi n°3 / la cohésion sociale: 80 % des ressources naturelles de la planète sont consommées par 20 % de la population mondiale; pour parvenir  à « vivre ensemble », la cohésion sociale est indispensable. Les conflits et les guerres détruisent l’environnement …
  • Quels sont les enjeux ?
  1. pour les pays les  plus développés: revenir  à une empreinte écologique plus faible tout en conservant le même niveau de développement
  1. pour les pays les moins développés: croître  en privilégiant un développement tentant de susciter une convergence à long terme entre « écologiquement viable » et « politiquement acceptable »

En conclusion :

  • le diagnostic est clair
  • les objectifs sont identifiés
  • les défis et enjeux clairement énoncés

Reste à l’Homme de tout mettre en œuvre pour éviter le pire; une bataille de tous les jours s’est engagée …..

À vous de jouer !
Quels sont vos gestes pour le développement durable ?

Sources:  ADEME, ONU , Developpement-durable.gouv.fr

Ressources pour l’ EDD :

 Cliquez ici pour revenir à la page  d’accueil du site

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« gyres de déchets des océans » : des courants de sorties existent..

gyres de déchets : Les dechets plastiques  ne seraient  pas condamnés à tourbillonner irrémédiablement au centre des océans ….

Des chercheurs de l’IRD et du CNRS viennent de montrer qu’il existe des « courants de sortie » de ces zones du grand large où ils s’accumulent.

Dans chaque océan existe un grand gyre de déchets

Les vents à la surface des océans et la rotation de la Terre (via la force de Coriolis), créent d’immenses vortex, appelés les « gyres océaniques ».

les principaux gyres océaniques

les principaux gyres océaniques @NOAA

Ils se forment Pacifique Nord et Sud, Atlantique Nord et Sud, océan Indien.

 

 

 

 

Ces gigantesques tourbillons entraînent tous les objets et débris de plastique flottant à la surface de l’eau et favorisent  leur accumulation d’année en année.

L’ immense plaque de déchets du Pacifique nord a  la taille est d’un tiers des Etats-Unis ou de six fois la France.
 
Cette pollution constitue un problème planétaire, menaçant  la biodiversité marine.

Des « portes de sortie » existent

gyre © © CNRS / Bruno Blanke Zone de convergence et courants de sortie dans le Pacifique sud

Les scientifiques ont travaillé à partir de la circulation océanique dans le Pacifique modélisée avec une résolution spatiale beaucoup plus fine que celle des modèles habituellement utilisés pour ce type d’étude (typiquement ceux utilisés pour les recherches sur le climat). Ils ont en effet simulé les trajectoires de plusieurs millions de particules, avec des courants définis sur des maillages du 1/32° au 1/4° (soit de quelques km à quelques dizaines de km).

Les résultats obtenus mettent en évidence des courants, de quelques centaines de kilomètres de large, qui s’échappent depuis le cœur du gyre subtropical pour faire route vers l’est. À ces courants s’ajoutent des processus physiques tels que les effets du vent et des vagues, non pris en compte dans les modèles, qui peuvent également modifier la trajectoire et le temps de transit des particules et débris.

 Les côtes sud-américaines voient les déchets s’accumuler sur leurs littoraux
Dans le Pacifique, les déchets ne seraient donc pas nécessairement piégés au centre du gyre océanique et pourraient s’évacuer en direction des côtes américaines.

De plus amples observations, modélisations et analyses sont nécessaires pour mieux comprendre les courants océaniques de surface qui régissent le lent cheminement des déchets de plastique à la surface des océans et mettre sur pied, à terme, des stratégies de collecte et de recyclage de tous ces détritus.

Source partielle IRD: télécharger le communiqué:  Actualité+scientifique+n°495

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Le « Blob », Physarum polycephalum, capable d’apprendre…

Physarum polycephalum… Sans neurones le « blob » est capable d’apprendre …

Pour la première fois, des chercheurs de l’université de Toulouse  viennent de démontrer que cet organisme,Physarum polycephalum, dépourvu de système nerveux est capable d’apprentissage. Cette forme d’apprentissage s’appelle  l’habituation.

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Le blob ?

C’est le surnom donné par les scientifiques à Physarum polycephalum ( en référence aux films américains de 1958 et 1988 mettant en scène une masse informe ingérant tous les habitants d’une ville )

Physarum polycephalum est un organisme formé d’une seule cellule, il vit dans les sous-bois.

Cette cellule unique, contenant des milliers de noyaux, peut recouvrir des surfaces de l’ordre du mètre carré et se déplacer dans son environnement à des vitesses pouvant atteindre cinq centimètres par heure.

Cette cellule géante  fait preuve d’étonnantes aptitudes, telles résoudre un labyrinthe, éviter des pièges ou optimiser sa nutrition. Voir ici

En 2013, Audrey Dussoutour, du CNRS de Toulouse, avait expliqué son travail lors de la conférence TedXToulouse

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Une expérience de neuf jours pour en savoir davantage sur « le blob »

© Audrey Dussutour (CNRS) Le protiste Physarum polycephalum (diamètre : environ 10 centimètres), composé d'une unique cellule, cultivé en laboratoire sur un gel d'agar.

© Audrey Dussutour (CNRS)
Le protiste Physarum polycephalum (diamètre : environ 10 centimètres), composé d’une unique cellule, cultivé en laboratoire sur un gel d’agar.

 Le protocole

Les scientifiques ont  confronté différents groupes de ce protiste à des substances amères mais inoffensives, qu’ils devaient traverser afin d’atteindre une source de nourriture

  •  Un groupe était confronté à un « pont » imprégné de quinine
  • un autre à un pont de caféine
  • un groupe témoin devait simplement passer sur un pont non imprégné.

 

© Audrey Dussutour (CNRS) Cette illustration montre comment l'organisme unicellulaire Physarum polycephalum apprend par habituation à ignorer la présence de quinine (substance amère) lors de son trajet vers la nourriture. Les chercheurs ont mesuré la largeur du pseudopode (excroissance de la cellule) utilisé pour rejoindre la nourriture. Un pseudopode étroit est synonyme d'un comportement de répulsion, un pseudopode large représente quant à lui un comportement normal.

© Audrey Dussutour (CNRS)
Cette illustration montre comment l’organisme unicellulaire Physarum polycephalum apprend par habituation à ignorer la présence de quinine (substance amère) lors de son trajet vers la nourriture.
Les chercheurs ont mesuré la largeur du pseudopode (excroissance de la cellule) utilisé pour rejoindre la nourriture. Un pseudopode étroit est synonyme d’un comportement de répulsion, un pseudopode large représente quant à lui un comportement normal.

© Audrey Dussutour (CNRS) Cette illustration montre comment l'organisme unicellulaire Physarum polycephalum apprend par habituation à ignorer la présence de quinine (substance amère) lors de son trajet vers la nourriture. Les chercheurs ont mesuré la largeur du pseudopode (excroissance de la cellule) utilisé pour rejoindre la nourriture. Un pseudopode étroit est synonyme d'un comportement de répulsion, un pseudopode large représente quant à lui un comportement normal.

© Audrey Dussutour (CNRS)
Cette illustration montre comment l’organisme unicellulaire Physarum polycephalum apprend par habituation à ignorer la présence de quinine (substance amère) lors de son trajet vers la nourriture.
Les chercheurs ont mesuré la largeur du pseudopode (excroissance de la cellule) utilisé pour rejoindre la nourriture. Un pseudopode étroit est synonyme d’un comportement de répulsion, un pseudopode large représente quant à lui un comportement normal.

 Les résultats

Au tout début réticents à franchir les substances amères, les protistes ont appris au fur et à mesure des jours qu’elles étaient inoffensives et les ont traversées de plus en plus rapidement, se comportant au bout de six jours de la même façon que le groupe témoin.

Conclusion

La cellule a donc appris à ne plus craindre une substance inoffensive après y avoir été confrontée à plusieurs reprises, les scientifiques nomment ce phénomène l’habituation

« Au bout de deux jours sans contact avec la substance amère, le protiste retrouve son comportement initial de méfiance.Par ailleurs, un protiste habitué à la caféine manifeste un comportement de défiance vis-à-vis de la quinine, et inversement. L’habituation est donc bien spécifique à une substance donnée.Cette forme d’apprentissage existe chez tous les animaux, mais n’avait encore jamais été trouvée chez un organisme dépourvu de système nerveux. Cette découverte chez un protiste, lointain cousin des plantes, champignons et animaux, apparu sur Terre environ 500 millions d’années avant l’homme, permet de mieux comprendre les origines de l’apprentissage, qui précède de loin celles des systèmes nerveux. Elle ouvre également la possibilité de rechercher des types d’apprentissage chez d’autres organismes très simples comme les virus ou les bactéries. « CNRS

Source partielle de l’article  CNRS

Habituation in non-neural organisms: Evidence from slime moulds, Romain P. Boisseau, David Vogel & Audrey Dussutour. Proceedings of the Royal Society B, 27 avril 2016. DOI : 10.1098/rspb.2016.0446 Consulter le site web

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super éruptions: mieux comprendre les écoulements pyroclastiques

Un nouveau regard sur les mécanismes physiques responsables des écoulements pyroclastiques

Une étude internationale, conduite par des chercheurs du Laboratoire magmas et volcans (IRD/CNRS/Université Blaise Pascal), de l’Université de Buffalo et de l’Institut d’études géologiques des Etats-Unis, apporte un nouvel éclairage sur la compréhension des mécanismes physiques responsables des écoulements pyroclastiques générés lors des super-éruptions volcaniques.

Jusqu’à présent, seul le modèle de mélange dilué turbulent permettait d’expliquer les distances de parcours considérables de ces écoulements.

Les chercheurs révèlent pour la première fois l’existence d’écoulements denses, engendrés par un très fort débit éruptif et une pression de gaz interstitielle soutenue.

Ces résultats permettent de mieux évaluer les aléas volcaniques.

Ils sont publiés le 7 mars 2016 dans la revue Nature Communications (Slow-moving and far-travelled dense pyroclastic flows during the Peach Spring super-eruption, O. Roche, D. C. Buesch & G. A. Valentine. Nature Communications, 7 mars 2016.
DOI :10.1038/ncomms10890 Consulter le site web )


De gauche à droite: © IRD / Pablo Samaniego, Benjamin Bernard, Pablo Samaniego:Emission de gaz du volcan Ubinas (Pérou) en avril 2014 ; Eruption du Tungurahua (Equateur) en mai 2010 ; Volcan Calbuco (Chili) avec une faible activité fumarolienne (2015).

Les super éruptions?

Les super-volcans ?

Les super-volcans ont un indice d’explosivité volcanique de 8, ils correspondent à des volcans avec d’immenses caldeiras d’effondrement .

indice 8 : Ultra-Plinien supervolcan ,de type apocalyptique, volume de magma éjecté supérieur à 1000 km3

NB: L’indice d’explosivité volcanique ( échelle VEI de l’anglais Volcanic Explosivity Index ) fut inventé  en 1982 par Chris Newhall ( USGS) et  par Steve Self(Université d’Hawaii) pour établir une mesure relative de l’explosivité des éruptions volcaniques.

Les super-éruptions ?

Les super-éruptions, toutes préhistoriques,  donc jamais  observées, ne sont connues que par leur dépôts (Yellowstone, Toba, Taupo en Nouvelle-Zélande)…

Les super-éruptions volcaniques explosives, dont le volume dépasse 500 km3 de magma, constituent des phénomènes cataclysmiques rares mais extrêmement dévastateurs.

pyroclastiques

Elles génèrent des écoulements pyroclastiques

Ces écoulements sont des mélanges de gaz et de fragments de roches à haute température, plus denses que l’atmosphère, qui dévalent les flancs des volcans, détruisant tout sur leur passage.

Les dépôts issus de ces écoulements sont appelés ignimbrites.

Les ignimbrites peuvent s’étendre sur des distances de plus de 100 km depuis le centre éruptif.

Deux mécanismes physiques distincts à l’origine des écoulements pyroclastiques

La compréhension des processus à l’œuvre lors du transport et du dépôt des écoulements pyroclastiques, essentielle pour estimer les aléas naturels liés à ces phénomènes, intéresse les volcanologues depuis de nombreuses années.

Deux mécanismes physiques fondamentalement différents sont susceptibles d’opérer:

  • un écoulement rapide et dilué (contenant moins d’1 % de particules, en volume), dont la turbulence maintient les particules en suspension
  • ou bien un mélange avec une concentration quasi-maximale en particules, au sein duquel la pression de gaz interstitiel réduit la friction interne.

Jusqu’à présent, seul le modèle d’écoulement dilué avait pu être démontré quantitativement, requérant des vitesses de propagation supérieures à 200 m/s.

L’objectif de ces recherches est de comprendre le comportement des écoulements pyroclastiques à partir d’un exemple bien caractérisé, afin de définir un modèle applicable à l’ensemble des super-éruptions se produisant sur Terre.

L’ignimbrite de Peach Spring révèle ses secrets

Dans cette étude, les chercheurs ont étudié l’ignimbrite de Peach Spring (en Arizona, aux Etats-Unis), formée par des écoulements de plus 170 km lors d’une éruption survenue il y a 18,8 millions d’années, émettrice de plus de 1300 km3 de magma et ayant conduit à la formation d’un cratère volcanique géant (ou caldera).

Les dépôts de  Peach Springs Tuff sont donc en relation avec l’éruption de la Silver Creek Caldera en Arizona il y a 18.8 millions d’années.

PSTMap

Carte montrant l’étendue de la Peach Spring Tuff (orange) et l’emplacement du Silver Creek Caldera source my.vanderbilt.edu/supereruptionreu/

Ils se sont intéressés à la présence, dans l’ignimbrite étudiée, de gros blocs de roches (> 0,5-1 m) présents initialement sur le substrat et entrainés par les écoulements pyroclastiques.

Une première analyse leur a permis de démontrer que de tels blocs n’avaient pas pu être mis en mouvement par des écoulements dilués à des vitesses réalistes.

© IRD / Olivier Roche: La photo (a) montre le dépôt de l’écoulement pyroclastique qui contient de gros blocs de roches entrainés à Peach Spring. La photo (b) explique le mécanisme qui opère lors d’une expérience de laboratoire qui simule un écoulement pyroclastique.

Afin de comprendre ce phénomène d’entrainement, les chercheurs ont ensuite simulé, en laboratoire, la propagation d’un écoulement pyroclastique sur un substrat de particules.

La procédure, mise au point avec les partenaires de l’Université de Chili, consiste à générer, à petite échelle, un écoulement gravitaire constitué d’un mélange dense de particules solides et d’air. Grâce à ces expériences, les chercheurs ont montré, pour la première fois, qu’un gradient de pression généré à la base de l’écoulement permet de soulever les particules du substrat, qui sont alors incorporées dans l’écoulement et entrainées vers l’aval.

En appliquant la loi expérimentale qui relie la taille des particules du substrat entrainées à la vitesse de l’écoulement, les auteurs ont pu calculer la vitesse des écoulements pyroclastiques qui ont formé l’ignimbrite Peach Spring: entre 5 et 20 m/s. Cette vitesse, sur une distance de parcours minimale de 170 km, a ensuite permis de déterminer la durée de l’éruption (entre 2,5 et 10 heures), et son débit (10-10 m/s), supérieur à ceux connus jusque-là.

Vers une meilleure évaluation des aléas volcaniques dans les pays du Sud

Grâce à cette combinaison d’expériences en laboratoire et de données de terrain, les chercheurs concluent que lors d’une super-éruption, un fort débit éruptif pendant plusieurs heures et une pression de gaz interstitielle soutenue dans les écoulements pyroclastiques peuvent être plus efficaces qu’une suspension diluée extrêmement rapide pour causer de très grandes distances de parcours.

Ce nouveau regard sur les mécanismes de propagation des écoulements pyroclastiques invite à reconsidérer les interprétations de nombreuses ignimbrites générées par des super-éruptions au cours de l’histoire de la Terre. Il ouvre de nouvelles perspectives pour mieux évaluer les aléas volcaniques, notamment le long de la Cordillère des Andes, qui regroupe certains des volcans les plus actifs du monde: Chimborazo, Cotopaxi, Tungurahua (Equateur), Ubinas, Misti (Pérou), Lascar, Villarrica, Calbuco (Chili)…

Gestion des aléas et risques volcaniques: une coopération scientifique Nord-Sud

Priorité scientifique de l’IRD, la gestion des aléas et risques volcaniques fait l’objet d’une coopération scientifique de longue date avec les partenaires des pays du Sud, dans les Andes (Chili, Equateur, Pérou) et dans les océans Indien et Pacifique (Indonésie, Vanuatu).

Depuis 2015, un consortium a vu le jour en Amérique latine, et constitue un outil de coopération régionale: le projet VIMESEA. Coordonné par l’IRD et la Commission nationale de recherche scientifique et technologique du Chili (CONICYT) et financé par la Commission européenne, ce projet vise à améliorer les connaissances sur les mécanismes des éruptions volcaniques dans les Andes et leurs impacts sur l’environnement et les sociétés. Il implique plusieurs instituts de recherche européens (Laboratoire magmas et volcans du CNRS, de l’Université Blaise Pascal et de l’IRD, Université de Bristol, Université de Munich, Institut de volcanologie de Pise) et sud-américains (Université du Chili, Institut géologique, minier et métallurgique du Pérou, Institut géophysique d’Equateur).

Des recherches sont également conduites en Equateur et au Pérou

– Laboratoire mixte international « Séismes et volcans dans les Andes du Nord » (LMI SVAN). Ce laboratoire étudie et surveille les volcans actifs de l’arc équatorien, tels que le Guagua Pichincha (1999-2001), le Tungurahua (1999-jusqu’à aujourd’hui) et le Reventador (2002 jusqu’à aujourd’hui).

– Equipe de volcanologie de l’INGEMMET Pérou (jeune équipe associée à l’IRD VIP). Grâce à des modèles numériques capables de simuler les écoulements volcaniques et aux informations de terrain, elle produit des cartes d’aléas potentiels pour des volcans, tels que l’Ubinas (actif en 2006-2009 et 2014-2015) et le Sabancaya (actif depuis 2013).

sources  partielles de l’article :communiqué du CNRS, Université de Vanderbilt

Télécharger le communiqué de presse : CP super-éruptions
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Rosetta révèle l’âge de la comète 67P

La sonde Rosetta continue de nous livrer ses secrets :les glaces de 67P sont sous forme cristalline

Les glaces enfouies à l’intérieur de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko se trouvent essentiellement sous forme cristalline, ce qui implique qu’elles seraient issues de la nébuleuse primitive, et donc du même âge que notre système solaire.

 Deux grandes hypothèses s’affrontaient jusqu’ici:

  • celle d’une glace cristalline, où les molécules d’eau sont arrangées de manière périodique
  • celles d’une glace amorphe, où les molécules d’eau sont désordonnées.

Un problème rendu d’autant plus sensible par ses implications sur l’origine et la formation des comètes et du système solaire. 

Le spectromètre  Rosina de la sonde Rosetta a permis de répondre a cette question

Ce spectromètre de masse de Rosetta a d’abord mesuré, en octobre 2014, les abondances du diazote (N2), du monoxyde de carbone (CO) et de l’argon (Ar) dans la glace de Tchouri. Ces données ont été comparées à celles obtenues en laboratoire dans des expériences sur de la glace amorphe, ainsi qu’à celles de modèles décrivant la composition d’hydrates de gaz, un type de glace cristalline où les molécules d’eau peuvent emprisonner des molécules de gaz.

Les proportions de diazote et d’argon retrouvées sur Tchouri correspondent bien à celles du modèle des hydrates de gaz alors que la quantité d’argon déterminée sur « Tchouri » est cent fois inférieure à celle que la glace amorphe peut piéger. La glace de la comète possède donc bien une glace de structure cristalline.

Rosetta

Le noyau de la comète Tchouri vu par la sonde Rosetta

Rosetta: une découverte capitale qui permet de dater la naissance des comètes

Les hydrates de gaz sont des glaces cristallines qui se sont formées dans la nébuleuse primitive du système solaire,  à partir de la cristallisation de grains de glace d’eau et de l’adsorption de molécules de gaz sur leurs surfaces au cours du lent refroidissement de la nébuleuse.

Si les comètes sont composées de glace cristalline, cela signifie qu’elles se sont forcément formées en même temps que le système solaire, et non auparavant dans le milieu interstellaire.

La structure cristalline des comètes prouve également que la nébuleuse primitive était suffisamment chaude et dense pour sublimer la glace amorphe qui provenait du milieu interstellaire. Les hydrates de gaz agglomérés par Tchouri ont dû se former entre -228 et -223 °C pour reproduire les abondances observées. Ces travaux confortent également les scénarios de formation des planètes géantes, ainsi que de leurs lunes, qui nécessitent l’agglomération de glaces cristallines.

Image1

Figure 1. Rapports N2/CO and Ar/CO mesurés par Rosina dans Tchouri comparés aux données de laboratoire et aux modèles. Les surfaces vertes et bleues représentent respectivement les variations des rapports N2/CO et Ar/CO mesurés par l’instrument Rosina (Rubin et al. 2015 ; Balsiger et al. 2015). Les courbes noire et rouge montrent respectivement l’évolution des rapports N2/CO et Ar/CO calculés dans les hydrates de gaz en fonction de leur température de formation dans la nébuleuse primitive. Les points noirs et rouges correspondent aux mesures de laboratoire des rapports N2/CO et Ar/CO piégés dans la glace amorphe (Bar-Nun et al. 2007). Les deux lignes verticales pointillées encadrent le domaine de température permettant la formation d’hydrates de gaz avec des rapports N2/CO et Ar/CO compatibles avec les valeurs mesurées dans Tchoury.

sources de L’article :CNRS

Pour connaitre toute l’histoire très complète de Rosetta voir ici : Rosetta, un grand pas de la science

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