Stations polaires dérivantes: des missions de plus en plus difficiles
La station polaire dérivante russe SP-37 (*) sera arrêtée un peu plus tôt que prévu en raison de la fragilité, grandissante, des glaces de l'Arctique, rapporte le site nkj.ru. Rian.ru annonce pour sa part que ces missions de dérive dans l'Arctique pourraient être réalisées demain à partir de plateformes artificielles.
D'ici quelques semaines, un brise-glace atomique ramènera, au terme d'une mission spéciale, les 15 spécialistes russes du Pôle Nord séjournant sur la station polaire Severny Polious-37 (SP-37). Ce départ interviendra un peu plus tôt que prévu. Le problème de la viabilité dans le futur de ces missions à bord de stations dérivantes naturelles est posé.
"Nous avions parfaitement bien choisi la plateforme de glace pour le SP-37 dans le plan d'eau du sous-bassin Amérasien, rapporte Vladimir Sokolov, porte-parole de l'Institut de recherche arctique et antarctique (AANII) de Saint-Pétersbourg et responsable des missions arctiques sous des latitudes élevées. Au début de la dérive, qui a débuté le 7 septembre 2009, la glace avait une superficie de 12 km sur 13, et son épaisseur atteignait par endroits plusieurs kilomètres. La plateforme dérive actuellement dans le bassin canadien par 81 degrés de latitude Nord."
Ces derniers temps, en raison du brusque changement de la vitesse de la dérive, les glaces ont rétréci et des failles ont commencé à apparaître. La surface de la plateforme de glace a diminué de plusieurs fois, pour atteindre aujourd'hui une taille incompatible avec l'activité d'une station polaire. Les processus dynamiques dans la zone de la station SP-37 se poursuivent. C'est pourquoi la décision a été prise de lever le camp.
Selon le responsable de la station SP-37, les travaux prévus pour étudier l'interaction de l'océan et de l'atmosphère sont tout de même réalisés normalement par les spécialistes, en dépit de ces circonstances extraordinaires. Pour explorer la glace et étudier les conditions météorologiques, les membres de l'expédition procèdent à des lâchers d'aéronefs sans pilote de construction russe. Les informations sont transmises au système d'Etat de télécommunications du Rosguidromet (Services de météorologie russe) puis renvoyées dans le réseau international de l'Organisation météorologique mondiale.
"Les programmes d'études dans le cadre de l'expédition SP-37 développent logiquement l'étude scientifique complexe de l'Arctique sous des latitudes élevées. C'est extrêmement important en raison des modifications climatiques actuelles. Il est nécessaire aujourd'hui de suivre en permanence la situation écologique du bassin Arctique et du système "atmosphère-couverture glaciaire-océan" en temps réel, en prenant en compte les paramètres météorologiques, glaciaires, hydrophysiques, géochimiques et biologiques", explique le professeur Ivan Frolov, directeur de l'AANII.
La glace arctique devient de plus en plus fine, ce qui pourrait amener les spécialistes du Pôle à abandonner les stations de glace dérivantes pour la terre ferme ou des plateformes artificielles, a également déclaré Ivan Frolov.
La station SP-37, qui a commencé ses travaux en septembre 2007, aurait dû fonctionner pendant deux années complètes. Mais au bout de huit mois, la glace qui l'abritait a commencé à s'effriter, et les spécialistes devraient l'abandonner en juin prochain.
"Nous nous heurtons depuis déjà plusieurs années au fait que les glaces sont tout de même devenues plus fines, et nous n'arrivons pas toujours à assurer l'occupation de ces stations jusqu'au terme prévu", a noté Ivan Frolov.
"Nous devons penser à utiliser comme base non plus la glace dérivante, mais une construction que nous pourrions amener sur place et qui ne serait pas soumise à l'influence de la formation de la banquise, des failles et autres", a ajouté Ivan Frolov.
Le patron du Rosguidromet a annoncé également que d'autres options étaient étudiées, comme l'organisation d'une station permanente au cap Baranov (archipel de la Terre septentrionale).
(*) La première station dérivante soviétique avait vu le jour en 1938. La deuxième remonte à 1950. Le record de la plus longue durée d'occupation appartient à la station SP-22, qui avait dérivé pendant 9 ans avant de cesser de fonctionner en 1982. La SP-37 est la 6e station russe depuis la reprise de ces expéditions, en 2003, après 12 années d'interruption.
Obtention de couches graphitiques dans le diamant
Des scientifiques russes ont élaboré une technologie permettant d'obtenir des couches graphitiques dans le diamant, ce qui va favoriser l'utilisation de ce dernier dans l'électronique et l'optoélectronique, rapporte le site inauka.ru.
Une équipe de chercheurs de l'Institut de physique Lebedev de l'Académie des sciences russe (FIAN) a conçu une méthode permettant d'obtenir dans le diamant des couches graphitiques très fines. Leurs propriétés uniques, conjuguées à la technologie de la photolithographie sur diamant, permettent d'utiliser les structures graphitiques dans le diamant pour la production de différents éléments en électronique et optoélectronique.
Jusqu'à une époque récente, le diamant n'était pas considéré comme un matériau électronique prometteur. Le problème résidait dans la cherté des diamants naturels, la faible quantité d'échantillons accessibles et la mauvaise qualité des matériaux. La situation a changé du tout au tout avec la création de technologies de production de diamants synthétiques de bonne qualité, et la perspective d'obtenir des lamelles de diamant d'une taille relativement importante (on parle aujourd'hui de lamelles de deux pouces). Les techniques, comme celle décrite ci-dessous, permettant de "maîtriser" le diamant à des fins concrètes font de cette version cristalline du carbone un acteur réel du marché de l'électronique.
Le silicium, le germanium, l'arséniure de gallium et autres constituent le fondement de l'électronique moderne. Mais ils ont pour beaucoup déjà épuisé leurs possibilités. L'avenir appartient à la maîtrise de nouveaux matériaux et technologies. Selon les chercheurs, le diamant est à cet égard très prometteur. Il constitue, de par ses propriétés, un matériau idéal pour la création de composants électroniques capables de fonctionner dans des conditions difficiles d'exploitation (températures et niveau de radiation élevés, milieux chimiques agressifs).
Une méthode permettant d'obtenir des structures graphitiques dans le diamant a été élaborée au FIAN par une équipe conduite par le docteur ès sciences physiques et mathématiques Alexeï Guippious. La technologie élaborée par Roman Khmelnitski et Valeri Dravine constitue l'un des fruits concrets de nombreuses années d'études de la microphysique du processus de graphitisation du diamant - la transition de phase de premier ordre à l'état solide.
"Le diamant et le graphite sont des substances très simples, composées de carbone, mais avec des réseaux cristallins différents et des liens chimiques différents entre les atomes. C'est la raison pour laquelle le diamant est solide, et le graphite mou; le diamant transparent, et le graphite noir; le diamant est un isolant, et le graphite un conducteur; le diamant est, chimiquement, un matériau d'une stabilité exceptionnelle, alors que le graphite est perturbé même par des acides faibles. Autrement dit, le diamant et le graphite ont des propriétés fondamentalement opposées. C'est la raison pour laquelle la transition diamant-graphite peut être considérée comme une transition de phase étalon de premier ordre à l'état solide", explique Roman Khmelnitski.
Toutefois, le processus de graphitisation du diamant ne se produit pratiquement jamais de lui-même. Pour sa transformation en graphite, il faut franchir une puissante barrière énergétique. L'un des moyens de franchir cette barrière est la détérioration par des radiations, l'implantation ionique étant considérée comme la technologie la plus efficace.
"L'essence de cette technologie peut être résumée ainsi: avec une énergie de plusieurs dizaines, voire de plusieurs centaines de kiloélectronvolts, des ions expulsent des atomes d'un réseau cristallin. Après quoi le corps solide, pour recouvrer sa structure cristalline, est chauffé à une température élevée, commente Roman Khmelnitski. Cependant, un diamant fortement défectueux ne recouvre pas sa structure lorsqu'on le chauffe: il passe à un état dans lequel les atomes, comme dans le graphite, sont liés par des liens sp2. Au final, dans le secteur irradié, se créent de fines couches graphitiques, entourées de toutes parts de diamant et, ce faisant, protégées aussi bien chimiquement que mécaniquement. Par la méthode de l'implantation ionique, il est possible de créer dans le diamant des couches d'une épaisseur variant de quelques microns à 10 nm à une profondeur déterminée, les couches graphitiques dans le diamant constituant un conducteur dans un isolant, une piste conductrice de courant ou une électrode."
La technologie de base de la microélectronique moderne est la photolithographie (méthode consistant à apposer sur un matériau le "tracé" du futur microschéma). Toutefois, en raison de la faible adhérence de l'objet, le diamant et la photocouche sont quasiment incompatibles.
Mais l'équipe du FIAN, avec l'aide de spécialistes de l'Institut de recherche Pulsar, est parvenue à surmonter tous les écueils technologiques en créant, au fond, la photolithographie sur diamant. "Dans un premier temps, nous pulvérisons du métal sur le diamant, mais pas n'importe quel métal, un qui assure un bon contact avec le carbone. Autrement dit, nous obtenons une photolithographie non pas sur le diamant, mais sur le métal qui est utilisé comme masque. Pour l'implantation ionique, il faut utiliser des revêtements métalliques à deux ou trois couches", précise Roman Khmelnitski.
Pourquoi le bébé mammouth Liouba n'ira pas à Paris
Les scientifiques ont établi que le bébé mammouth Liouba, retrouvé l'an dernier en Sibérie, était mort voilà quelque 32000 ans victime de l'anthrax. Le microbe responsable de ce décès est toujours présent dans les restes de l'animal, ce qui explique le veto mis par les autorités sanitaires russes à la présentation du bébé mammouth cet été en France, rapportent les sites rian.ru et infox.ru.
Le Rospotrebnadzor (Service fédéral russe de contrôle sanitaire) a interdit que le mammouth Liouba soit présenté au public parisien en août prochain. Le bébé mammouth, a-t-on appris tout récemment, est décédé voilà 32 000 ans victime de l'anthrax (ou maladie du charbon), une affection provoquée par un microbe.
"Le mammouth devait partir en août pour Paris pour être présenté à une exposition scientifique dans le cadre de l'Année de la Russie en France. Nous avons mis notre veto, il n'ira nulle part, a déclaré à Interfax Guennadi Onichtchenko, le patron du Rospotrebnadzor et médecin sanitaire en chef de la Russie. Le mammouth, a-t-il précisé, se trouve actuellement à Irkoutsk où il fait l'objet d'une stricte surveillance."
"Il s'agit d'un cas exceptionnel, a poursuivi Guennadi Onichtchenko. L'agent de l'anthrax, décelé chez le mammouth, a ni plus ni moins que 32 000 ans. Il faut que nous comparions ce microbe avec celui existant actuellement. Il y a 32 000 ans, il n'y avait pas d'homme en Europe, mais cet agent, qui a tué à l'époque le mammouth, a tué aujourd'hui, après survécu pendant plusieurs dizaines de milliers d'années, tous les animaux de laboratoire qui ont été contaminés par lui à l'Institut d'Irkoutsk de lutte contre la peste."
"Nous passons maintenant à l'étude fondamentale du microbe. On procédera à son séquençage total, sur une grande échelle, de manière à ce que l'on puisse comparer le code génétique de ce microbe, vieux de 32 milliers d'années, avec ses descendants actuels", a poursuivi Guennadi Onichtchenko.
"Cette situation est un peu comparable à celle que l'on aurait avec un échantillon de sol en provenance d'une autre planète, arrivé sur la Terre avec des organismes vivants, et qui nous serait inconnu. C'est la raison pour laquelle sa conservation et son étude doivent se faire avec un niveau élevé de protection biologique", a insisté le médecin sanitaire en chef de la Russie.
