Climat: El Niño est de retour

Fentes de dessication dans un fond de lagune après les inondations de 1983 dues à un Niño.

Fentes de dessication dans un fond de lagune après les inondations de 1983 dues à un Niño.

Après cinq ans d’absence, le phénomène El Niño est réapparu dans l’océan Pacifique tropical.

La communauté scientifique annonce le développement dans l’océan Pacifique de l’événement El Niño le plus intense depuis le début du XXIe siècle…

Ce nouvel épisode pourrait affecter de nombreuses régions du globe jusqu’au printemps 2016

Voir l’article de Grégory Fléchet / CNRS Le journal: El Niño. PDF

 Anomalie, vue par satellite, de la température de la surface de la mer et de la couverture nuageuse durant l’épisode El Niño 1997-1998, le plus intense du siècle dernier. @R.HOUSER/ WASHINGTON UNIVERSITY


Anomalie, vue par satellite, de la température de la surface de la mer et de la couverture nuageuse durant l’épisode El Niño 1997-1998, le plus intense du siècle dernier.
@R.HOUSER/ WASHINGTON UNIVERSITY

 

 El Niño ?  El Niño est une oscillation australe des courants océaniques (ENSO : El Niño Southern Oscillation). Il atteint son apogée vers Noël, d’où son nom ( en espagnol) qui fait référence à l’enfant Jésus.

Des précisions sur cette  oscillation

Elle consiste en un renversement de la circulation des alizés de sud-est dans le Pacifique sud mettant fin à la remontée d’eaux froides le long des côtes du Pérou.

« Pour comprendre le rôle clé de l’atmosphère dans la genèse d’El Niño il faut tout d’abord avoir à l’esprit que la température de la surface de l’océan Pacifique tropical n’est pas uniforme, mais s’élève graduellement en direction de l’ouest. Alors que les 100 premiers mètres de la colonne d’eau ne dépassent pas 22 °C près des côtes péruviennes, celle-ci avoisine 30 °C au large de l’Indonésie : c’est ce que les climatologues appellent la warm pool ou piscine d’eau chaude du Pacifique ».( source CNRS)

« En temps normal, les alizés soufflant depuis l’est ont tendance à confiner cet important volume d’eau chaude au voisinage de l’archipel indonésien. Mais, lors d’une année El Niño, le régime des alizés faiblit drastiquement allant même jusqu’à s’inverser comme c’est le cas cette année », souligne Eric Guilyardi.

« Cette accumulation soudaine d’eau chaude près des côtes du Pérou interrompt la remontée d’eaux froides et riches en nutriments permettant le développement de nombreuses espèces », précise Boris Dewitte,

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Comparaison entre une situation normale dans le Pacifique tropical et une situation El Niño. Dans le deuxième cas, les alizés s’affaiblissent et les eaux chaudes envahissent le centre et l’est du Pacifique tropical, modifiant le régime des vents et des précipitations sur toute la planète

La fréquence d’apparition des  événements El Niño est irrégulière, environ tous les 2 à 7 ans. Les conséquences sont considérables

On appelle événement La Niña, un épisode d’accentuation de la circulation normale des alizés d’est qui engendre généralement les effets inverses d’El Niño. En général, les années à Niña sont relativement fraîches à l’échelle mondiale, comme en 2008, année qui a suivi un épisode La Niña.

El Niño : des  phénomènes capables de bouleverser le climat aux quatre coins du monde.

« L’épisode survenu en 1997 est l’arbre qui a longtemps caché la forêt, raconte le chercheur Boris Dewitte. Les dégâts provoqués ont poussé les climatologues à se focaliser sur ces épisodes aujourd’hui qualifiés d’« extrêmes ». »

Pluies torrentielles sur toute la façade américaine, sécheresses en Indonésie et en Australie, augmentation des cyclones dans le Pacifique…

« Nous avons considéré ce type d’épisode comme l’archétype du phénomène. Or, depuis 1997, une série d’autres événements se sont produits et leurs impacts sont très différents », poursuit le chercheur.

Ceux-ci induisent des sécheresses sur la façade ouest américaine, perturbent la mousson indienne et accélèrent la fonte des neiges dans certaines régions de l’Antarctique !

Au-delà du climat, la signature biologique est singulière.

« Ils provoquent un appauvrissement en phytoplancton dans le centre du bassin, souligne Marie-Hélène Radenac. Cela pose question pour les réseaux trophiques supérieurs et l’activité de pêche. »

Aujourd’hui, l’existence de deux visages distincts d’El Niño commence à faire consensus…. voir la suite Sciences au Sud n°80 – Recherches : El Niño (PDF, 2147 Ko)

02 novembre 2015: lancement de CIENPERU, projet d’étude des impacts d’El Niño 2015-2016 sur l’écosystème marin du Pérou

Des chercheurs de l’Institut de recherche pour le développement (IRD), du CNRS et leurs partenaires péruviens de l’Instituto del mar del Perú (IMARPE) lancent une opération exceptionnelle d’observations et déploieront, à partir du 2 novembre, une série de capteurs le long de la côte péruvienne et au large. L’objectif : mesurer les impacts de cet événement climatique extrême sur la dynamique océanique et l’écosystème côtier….

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© IRD Arrivée à Lima du glider mis à disposition par la Division technique de l’INSU du CNRS, déployé dans le cadre de CIENPERU.

Les événements El Niño constituent des fluctuations majeures du climat global . Les El Niño extrêmes se caractérisent par un déplacement des eaux chaudes pauvres en sels nutritifs et des précipitations qui leur sont associées du Pacifique Ouest jusqu’au Pacifique Est (région habituellement froide et sèche). Ils peuvent induire des catastrophes naturelles majeures

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© NOAA Anomalie de température de surface observée par satellite en septembre 2015. Un réchauffement très fort (>3°C) des eaux de surface s’étend vers les côtes du Pérou.

voir la suite Lancement de CIENPERU, projet d’étude des impacts d’El Niño 2015-2016 sur l’écosystème marin du Pérou (PDF, 425 Ko)

Si le réchauffement global augmentait de 4 ou 5 degrés, la fréquence des El Niño extrêmes doublerait …

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=oe_8sOv9Veg[/youtube]

Sources partielles de l’article: CNRS IRD

Le lancement de la tectonique des plaques

– La tectonique des plaques ?

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=gMf6ch7poEw[/youtube]

tectonique: les plaques

Bilan

La partie externe de la Terre est formée de plaques lithosphériques rigides qui reposent sur l’asthénosphère moins rigide .

 Ces plaques se déplacent:

– 1 / elles s’écartent au niveau des dorsales océaniques où se forme le plancher océanique basaltique ( zone de divergence ).

-2 /  elles se rapprochent dans les zones de convergence:

  – La plaque la plus lourde (portant l’océan )  s’enfonce dans l’asthénosphère ( subduction ) au niveau des fosses océaniques .

  – Lorsque deux plaques s’affrontent ( collision ) des chaines de montagnes se forment .

– Tectonique des plaques et dérive des continents:

L’hypothèse de la dérive des continents  fut présentée par Alfred Wegener en janvier 1912,  elle bouleverse la vision de la Terre : elle défend l’idée essentielle du mobilisme :elle  explique que les continents se cassent, dérivent sur des milliers de kilomètres, et entrent en collision.  Elle reposait sur l’observation des continents, faute d’un mécanisme explicatif satisfaisant ; cette théorie  bousculait de nombreuses idées établies, Alfred Wegener ne réussit pas à faire reconnaître son point de vue .

La théorie de la tectonique des plaques a vu le jour à la fin des années 1960 : Elle reprend les conceptions mobilistes de Wegener,  les développe et leur fournit une assise théorique solide en s’appuyant sur l’hypothèse alors toute récente de l’expansion des fonds océaniques.

Pour aller plus loin :

 

 

– L’origine de la tectonique des plaques sur Terre est un événement critique dans l’histoire de notre planète.  ( voir le rappel du cours sur la tectonique des plaques ici et un  autre document, plus complexe, pour les professeurs )

– Comment l’étalement des continents primitifs a-t-il  lancé la tectonique des plaques?

Nicolas Coltice, chercheur au Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (Université Claude Bernard Lyon 1/CNRS/ENS de Lyon), en collaboration avec des chercheurs de l’Université de Sydney, ont récemment construit un modèle dynamique qui permet de décrire la formation des premiers continents et le démarrage de la tectonique des plaques il y a plus de 3 milliards d’années. Un article lié à cette découverte est publié dans la prestigieuse revue Nature ce jeudi 18 septembre 2014.

Communiqué de presse du CNRS:

La géologie de la Terre n’a aucun équivalent dans le système solaire : elle possède des continents et une tectonique des plaques. Les indices concernant leur formation sont confinés aux régions où se trouvent les plus vieilles roches de la planète : Canada, Groenland, Australie ou Afrique du Sud. Ces régions, âgées de plus de 3 milliards d’années, restent des curiosités géologiques car elles présentent une croûte continentale où se mélangent des types roches qui se forment aujourd’hui dans deux contextes différents: les rifts et les zones de subduction.
Les théoriciens suggèrent que la subduction, un phénomène clé de la tectonique des plaques, était presque impossible à cette époque (l’Archéen – entre 2.5 et 4.1 milliards d’années). En effet, la Terre était plus chaude et la croûte des fonds océaniques produite par les dorsales médio-océaniques aurait été 2 à 3 fois plus épaisse qu’aujourd’hui. Cette croûte étant plus légère que le manteau dans les 100 premiers kilomètres environ, elle aurait empêché les plaques de plonger dans les profondeurs de la planète, comme cela se passe aujourd’hui (sous le Japon ou les Andes par exemple).
Le modèle construit par les chercheurs du Laboratoire de Géologie de Lyon et de l’Université de Sydney est un modèle dynamique qui explique la complexité des roches des vieux continents et le démarrage de la subduction. Il s’appuie sur les hypothèses qui disent que la Terre était plus chaude et les grands plateaux volcaniques produits sur les fonds océaniques étaient plus épais qu’aujourd’hui.
Sur la base de ces hypothèses, corroborées par l’étude des roches archéennes, le modèle propose que les plateaux volcaniques (racine surmontée d’une croûte) sont instables vis à vis de la gravité du fait de leurs racines profondes plus légères que les roches environnantes. Ils s’étalent donc sous la surface à la manière d’un nuage de fumée atteignant un plafond, mais beaucoup plus lentement. En s’étalant pendant des dizaines de millions d’années, ils chevauchent les roches adjacentes qui, par conséquent, s’enfoncent dans le manteau. Ainsi, une subduction forcée a lieu jusqu’à l’arrêt de l’étalement du continent.
Pendant que le continent s’étale, les roches sous-jacentes remontent et commencent à fondre par décompression. Cette fusion explique la présence de certaines des roches magmatiques rencontrées dans les régions formées pendant la période de l’Archéen, qui se mélangent avec les roches produites par la subduction. Lorsque le phénomène s’arrête, le plateau volcanique a changé de visage et s’est transformé peu à peu en continent.
Cette avancée propose un nouveau cadre aux reconstitutions de l’environnement primitif de la Terre car le seul mécanisme de l’étalement d’une province magmatique permet de comprendre à la fois le démarrage de la tectonique des plaques et la formation des premiers continents, questions fondamentales jusqu’alors traitées séparément dans les recherches scientifiques.

tectoniqueLégende de la figure : résultat d’un calcul numérique de démarrage de la tectonique des plaques. Il s’agit d’une coupe d’un modèle du manteau de la Terre allant jusqu’à 700km de profondeur. La température est représentée par le dégradé du bleu (froid) au rouge (chaud). Un plateau volcanique est présent initialement. Il s’étale petit à petit jusqu’à forcer la subduction de la lithosphère océanique adjacente. Pendant l’étalement, le manteau sous le continent se décomprime et par conséquent fond partiellement. Lorsque la subduction s’arrête et que le continent ne s’étale plus, ce dernier est stabilisé et l’épisode de type tectonique des plaques peut s’interrompre.
Références :
Nature – 18/09/2014 – “Spreading continents kick-started plate tectonics “
Patrice F. Rey – Earthbyte Research Group, School of Geosciences, The University of Sydney
Nicolas Coltice – Laboratoire de géologie de Lyon (Université Claude Bernard Lyon 1 / CNRS / ENS de Lyon)
Nicolas Flament – Earthbyte Research Group, School of Geosciences, The University of Sydney

Tara Méditerranée: identifier et quantifier les plastiques de surface

Après l’expédition de 2013 dans l’océan Arctique, voici Tara Méditerranée .

  • Le parcours du bateau:

Après le Pacifique en 2011 et l’Arctique en 2013, Tara effectuera des escales dans une quinzaine de pays bordant la Méditerranée.

« Aujourd’hui, 450 millions de personnes vivent autour de ce bassin, un chiffre qui a doublé en 30 ans », a souligné Romain Troublé

Tara

  • Sa mission ?

Les difficultés liées aux pollutions venant de la terre s’accroissent: l’écosystème marin est malmené.

Parmi les pollutions, celle liée aux micro-plastiques et sa probable insertion  dans les chaines alimentaires pose question.

La chasse aux plastiques :l’accumulation de débris de plastique dans les mers et océans est l’une des grandes préoccupations environnementales de notre temps. Nous connaissons malheureusement trop peu de choses sur le devenir des plastiques  et sur  leurs impacts sur les écosystèmes des océans .
La mission Tara Méditerranée va quantifier et identifier les plastiques de surface ainsi que les polluants organiques associés.

Il est urgent d’agir: l’assainissement des eaux, la gestion des déchets, l’innovation pour un plastique biodégradable, la promotion du tourisme durable ou la création d’Aires Marines Protégées sont  préconisées depuis des décennies par la Convention sur la Diversité Biologique de l’ONU ainsi que par l’Union Européenne

Voir en détail ici :

  • Tara expéditions ?

 Tara expéditions, c’est 8 expéditions depuis 2003 pour étudier et comprendre l’impact qu’ont les changements climatiques et la crise écologique sur nos océans.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=7V4-EfkRRdE[/youtube]

Voir l’article sur  l’expédition Tara Oceans Polar Circle

Source partielle de l’article :CNRS

Paramécie : une hérédité de type Lamarckien

Une équipe de l’Institut de biologie de l’Ecole normale supérieure (CNRS/ENS/Inserm) sous la direction d’Eric Meyer vient de décrire la transmission des caractères acquis par la Paramécie.

  •   La Paramécie ?

Bien connue des collégiens, la paramécie (Paramecium tetraurelia) est une cellule eucaryote de grande taille (120 micromètres) recouverte de cils vibratiles C’est un protozoaire cilié vivant en eau douce très fréquent dans les mares et les étangs.

La paramécie est  un modèle de choix pour analyser les composantes épigénétiques de l’hérédité .

  •  Les types sexuels  de la Paramécie se transmettent de génération en génération par un mécanisme inattendu.

Ils ne sont pas déterminés par la séquence du génome, mais par de petites séquences d’ARN, transmises par le cytoplasme maternel.

Celles-ci inactivent spécifiquement certains gènes au cours du développement. Ainsi, une paramécie peut acquérir un type sexuel nouveau et le transmettre à sa descendance sans qu’aucune modification génétique ne soit impliquée.

  • Des détails sur cette étude: 

Lors de leur reproduction sexuelle, appelée conjugaison, les Paramécies partenaires s’échangent réciproquement du matériel génétique.

paramécie conjugaison© Janine Beisson – Couple de paramécies
en conjugaison où les cils sont marqués avec un anticorps anti-tubuline

Une fois fixées et colorées au réactif de Schiff, les noyaux apparaissent en rouge. On distingue le macronoyau et le micronoyau proches l’un de l’autre. C’est pendant la conjugaison ou accouplement que les partenaires échangent le matériel génétique de leurs micronoyaux après méiose et amphimixie.

Les paramécies présentent néanmoins deux ‘types sexuels’, appelés E et O.

La conjugaison n’est possible  qu’entre types sexuels différents.

Dès les années 1940, des chercheurs comme Tracy Sonneborn avaient remarqué que le type sexuel ne se transmettait pas à la descendance en suivant les lois de Mendel : un nouveau type de transmission des caractères, ne dépendant pas des chromosomes, devait être à l’œuvre. Cependant, ils n’avaient pas réussi à l’élucider.

Aujourd’hui, l’équipe d’Eric Meyer et ses collaborateurs viennent de décrire le mécanisme de cette hérédité alternative. Pour cela, ils ont d’abord montré que la différence entre les types sexuels E et O tient à une protéine transmembranaire appelée mtA. Bien que le gène qui la code soit présent chez les deux types sexuels, il ne s’exprime que chez les individus E. Les chercheurs ont ensuite montré le mécanisme par lequel, chez le type O, ce gène est inactivé.

Les paramécies possèdent deux noyaux : un micronoyau germinal qui est transmis lors de la reproduction sexuelle et un macronoyau somatique, issu de ce dernier, où s’expriment les gènes de la cellule.

Le mécanisme de transmission des types sexuels se base sur de petits ARN, appelés scnARN, qui sont produits durant la méiose. La fonction originelle de ces ARN est d’éliminer du macronoyau toute une série de séquences génétiques, appelées éléments transposables, qui, à la manière des introns3, se sont introduits à l’intérieur des gènes au cours de l’évolution. Dans un premier temps, les scnARN scannent le macronoyau maternel afin d’identifier les séquences qui avaient été éliminées à la génération précédente, puis effectuent les mêmes réarrangements dans le nouveau macronoyau. Or, de façon inattendue, ce mécanisme de « nettoyage » du génome permet aussi à la cellule de mettre sous silence des gènes fonctionnels. Chez l’espèce Paramecium tetraurelia, chez les individus de type O, les scnARN éliminent le promoteur du gène mtA, ce qui annule son expression. Ainsi, c’est par le biais des scnARN hérités avec le cytoplasme maternel, et non d’une séquence génétique particulière, que le type sexuel de la paramécie est défini.

NB:Les ciliés sont des organismes hermaphrodites et la conjugaison est une fécondation réciproque, chacun des deux partenaires fécondant l’autre. On peut cependant définir, pour chacun des descendants, une mère (la cellule parentale ayant fourni le cytoplasme et unecopie du génome haploïde) et un père (la cellule parentale dont la contribution est limitée à une copie du génome haploïde

Ce processus de mise sous silence peut a priori toucher n’importe quel gène. Les paramécies peuvent donc, en théorie, transmettre à leur descendance sexuelle une infinie variété de versions du génome macronucléaire à partir du même génome germinal. Comme pour l’hérédité génétique, ce mécanisme peut conduire à des erreurs qui, de temps en temps, peuvent apporter à la descendance un avantage sélectif.

Autrement dit, le génome du macronoyau somatique de la paramécie pourrait évoluer en continu et permettre, dans certains cas, une adaptation à court terme aux changements de conditions environnementales. Ceci, sans que des mutations génétiques soient impliquées.

Cette forme d’hérédité de type lamarckien (en référence à Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) dont la théorie sur l’évolution du vivant abordait la transmission des caractères acquis) offrirait ainsi un levier d’action encore insoupçonné à la sélection naturelle.

Source partielle CNRS: voir l’article « paramécie.PDF »

Voir aussi: Épigénétique: la paramécie comme modèle d’étude
Éric Meyer, Janine Beisson « epigenetique_paramecie. PDF«