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La symphonie des couleurs

Jeudi 26 mars 2015 à 14 h 54 | | Pour me joindre

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@eve_christian

Comme plusieurs, je trouve que l’hiver a été froid au Québec. J’aime skier, mais je commence à avoir hâte de voir le gazon, les fleurs et les papillons. Pour patienter, je suis allée visiter la 18e édition de Papillons en liberté au Jardin botanique de Montréal.

Cette année, le décor nous fait sentir tout petit, à l’échelle de l’aile d’un papillon. La metteure en scène, Hélène Chabrol, a utilisé plusieurs éléments particuliers : les tapis ont les couleurs des écailles de papillons, et des boules de pollen, plus grandes qu’un enfant, sont déposées ici et là permettant aux papillons de s’y poser. D’ailleurs, ils sont des milliers à voler partout autour de nous; un rouge et noir avait même adopté mon épaule pour s’y installer quelques secondes.

Et il y a la musique envoûtante conçue par Émilie Laforest et Mélik-Alexandre Farhat qui rend l’atmosphère dans la grande serre assez particulière. Elle est faite de mélodies combinées avec des sons d’insectes, inaudibles à l’oreille nue, amplifiés plusieurs dizaines de fois. Un grand travail de musique concrète et électroacoustique a été fait.

Outre cette mise en scène, l’aspect scientifique traité cette année est vraiment intéressant et instructif. On y apprend que le responsable des magnifiques couleurs des papillons, c’est la lumière!

Sonya Charest, agente de programmes éducatifs à l’Insectarium de Montréal :

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Macrophoto d’un Morpho zephyritis
(Crédits photo : Linden Gledhill)

Photos macroélectroniques

Les concepteurs de l’événement se sont inspirés des macrophotos prises par le photographe-biochimiste Lindel Geldhill. Comme vous le voyez, on se trouve à l’échelle d’une aile de papillon, et on y voit toutes les petites écailles installées comme des tuiles sur un toit.

Premier point : comme celles de tous les insectes, les ailes de papillon sont transparentes; cependant, elles sont couvertes de petites écailles.

Deuxième point : la lumière joue sur les écailles de façon différente selon leur composition.

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Monarque
(Crédits photo : André Sarrazin)

Coloration pigmentaire

Chez certaines espèces, comme le monarque ou le papillon chouette, chacune des écailles est colorée par elle-même, c’est-à-dire avec des pigments de couleurs franches : jaune, orange, brun, noir…

Coloration structurale

Chez d’autres espèces, les écailles sont ternes et grises. Selon la façon dont elles sont agencées, elles font rebondir la lumière sur leurs différentes structures et donnent des couleurs iridescentes. Quand on observe le machaon émeraude (Attacus atlas), du dessus ou d’un angle plus incliné, il passe du vert au bleu.

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Machaon émeraude
(Collection personnelle)

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Machaon émeraude
(Collection personnelle)

Fenêtres

Plus communément constatées chez les espèces de papillons colorés par des pigments, de petites zones dépourvues d’écailles se trouvent sur les ailes. Ces petites fenêtres miroitantes et transparentes sont faciles à voir sur le papillon cobra (attacus atlas); ces triangles laissent passer la lumière ou voir tout objet qui se trouve derrière.

Sonya Charest et les couleurs des écailles de papillons :

Messages, messages

Toutes ces couleurs sont en quelque sorte des moyens pour communiquer soit avec sa propre espèce, soit avec les prédateurs.

Par exemple, les ailes du morpho bleu (Morpho helenor) n’ont pas du tout la même allure lorsqu’elles sont ouvertes ou repliées sur son corps. Le bleu métallique chatoyant, dû aux structures de ses écailles, est caché complètement par les teintes de brun du dessous des ailes, bernant ainsi les prédateurs.

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Morpho ailes ouvertes
(Crédits photo : André Sarrazin)

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Morpho ailes repliées sur son corps
(Collection personnelle)

Les couleurs orange et noir du monarque attirent assurément ceux qui veulent y goûter, mais puisqu’il est toxique, le gourmand sera piégé.

Les mâles aux couleurs vives représentent un bien meilleur choix pour les femelles en période de reproduction.

Et que dire des espèces de papillons de nuit dont les couleurs sont vraiment plus sombres; seraient-ils plus attrayants s’ils vivaient le jour eux aussi? Il semble que non, car pour ces espèces, les messages se font plus subtilement, par les odeurs…

Sonya Charest et les messages envoyés par les couleurs des papillons :

Je vous le promets, le printemps s’en vient. Et quand arrivera le premier papillon dans votre jardin, tentez de trouver de quelle façon la lumière joue sur ses ailes…

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Cobra ou Attacus Atlas
(Collection personnelle)

La science au féminin

Jeudi 12 mars 2015 à 15 h 35 | | Pour me joindre

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@eve_christian

Dimanche dernier, c’était la Journée internationale des droits des femmes. Ça m’a inspirée! Les femmes ont apporté beaucoup à la science, mais elles se sont souvent montrées discrètes. Malgré elles. En voici quelques-unes dont l’histoire m’a semblé digne de mention.

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Hypatie d’Alexandrie

Reculons loin dans le temps. Hypatie naît en Égypte vers les années 360 apr. J.-C. D’après les récits d’historiens, elle aurait été la première femme à contribuer au développement des mathématiques. Son père Théon, savant mathématicien, se rendait souvent à la magnifique bibliothèque d’Alexandrie quelques années avant qu’elle soit détruite, et sa fille l’accompagnait, s’intéressant aux livres qui parlaient d’équations et d’astronomie.

Remettons-nous à l’époque où la Terre était le centre de l’Univers, et le Soleil tournait autour d’elle. Cependant, les recherches d’Hypatie sur les courbes coniques lui montrent une tout autre réalité. La Terre n’est pas le centre de l’Univers, elle tourne plutôt autour du Soleil sur une orbite elliptique et non circulaire. En passant, il a fallu attendre 1200 ans pour que Johannes Kepler en vienne à la même conclusion!

Hypatie venait brasser les enseignements de la science et de la religion, bien ancrés depuis des siècles. Quelle idée saugrenue, qui venait d’une femme en plus. C’est la conclusion à laquelle sont arrivés plusieurs hommes, chrétiens, semble-t-il. La qualifiant de sorcière, ils l’auraient torturée physiquement, lapidée et assassinée sauvagement sur la place publique. Le film Agora, d’Alejandro Amenábar, sorti en 2009, raconte de façon romancée, l’histoire de cette femme mathématicienne et astronome.

Marie-Anne Paulze

Cette Française née en 1758 est en quelque sorte « tombée dedans quand elle était petite ». À 13 ans seulement, elle épouse Antoine de Lavoisier, un chimiste qui a plus de deux fois son âge. C’est en sa compagnie qu’elle s’intéresse à la science au point de devenir sa principale collaboratrice. Forte en langue et ayant des habiletés en dessin, elle traduit des publications scientifiques et illustre certaines des recherches de son mari, dont le Traité élémentaire de chimie. Elle publie d’ailleurs ses derniers mémoires, une compilation des travaux de Lavoisier et de ceux de collègues démontrant les principes de la nouvelle chimie.

Maria Mitchell

Maria a eu la chance d’avoir des parents qui lui ont offert une éducation semblable à celle des garçons, ce qui n’était vraiment pas courant pour l’époque. Cette Américaine, née en 1818, accède donc à des études supérieures en science et découvre l’astronomie avec son père, qui en est passionné. Sur le toit de la banque où elle travaille, elle installe un observatoire et scrute le ciel presque toutes les nuits.

Le 1er octobre 1847, par l’objectif de son télescope, elle repère une comète jusqu’alors inconnue. À Rome, une ou deux journées après Maria, le père de Vico observe aussi cette comète. À cette époque, le roi du Danemark avait promis une médaille d’or au premier observateur d’une comète télescopique, c’est-à-dire une comète qu’on ne peut repérer à l’œil nu. Après un an de querelles, c’est à Maria Mitchell que revient la découverte de la comète C/1847 T1, surnommée Miss Mitchell.

Cette découverte lui donne accès à plusieurs institutions scientifiques américaines, dont l’American Academy of Arts and Science, où elle a d’ailleurs été la seule femme jusqu’à leur acceptation officielle, en 1942. En 1865, elle devient la première enseignante titulaire et professeure d’astronomie du Vassar College dans l’État de New York, puis directrice de l’Observatoire de l’Université.

Malgré son ancienneté et sa renommée, son salaire est plus bas que ceux de jeunes hommes astronomes. Elle insiste pour une augmentation à la hauteur de ses compétences, ce qu’elle aura finalement.

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Marie Curie

Hommes ou femmes : beaucoup de disparités en science

Pour étoffer ce propos, j’ai eu l’idée de comparer les prix Nobel reçus en physique et en chimie. Entre 1901 et 2014, six femmes et 360 hommes ont été récompensés. On compte 2 femmes en physique et 4 en chimie, alors qu’il y a eu 196 les hommes en physique et 164 en chimie. Marie Curie est la première femme à recevoir un prix Nobel (et la seule à en avoir deux à son actif) : physique en 1903, et chimie en 1911.

Pour la petite histoire, et parce que c’est tout de même exceptionnel, la fille de Marie Curie et de son collègue et époux Pierre Curie, Irène Joliot-Curie, est l’une des quatre lauréates du Nobel en chimie (1935). Plusieurs raisons pourraient expliquer cette grande disparité :

  • pour gagner un prix, il faut être mis en nomination par les pairs. Et dans le passé — on espère que ça ait changé! —, les hommes n’avaient pas tendance à proposer leurs collègues féminines, et ces dernières n’osaient pas se mettre en nomination. Et si certaines l’étaient, très peu faisaient partie du choix final du comité Nobel;
  • les universités ont été longtemps réservées aux hommes; les femmes ne pouvaient donc pas facilement accéder à une éducation scientifique supérieure;
  • plusieurs femmes de science étaient mariées à des scientifiques et travaillaient conjointement avec leur mari, mais pour diverses raisons les travaux et les recherches n’indiquaient pas toujours leur nom, et elles passaient alors inaperçues (sauf pour le couple Curie).

Maria Goeppert

Certaines femmes ont réussi à contourner les règles. C’est le cas de l’Allemande Maria Goeppert, née en 1906. Intéressée à la physique dès son jeune âge, elle étudie au doctorat à l’Université de Göttingen quand elle démontre par la théorie, l’effet sur une molécule de l’absorption simultanée de deux photons. L’année suivante, elle épouse le chimiste américain Joseph Edward Mayer, qu’elle suit aux États-Unis.

Parmi ses affectations, celle d’assistante bénévole à l’Université Columbia à New York lui permet de rencontrer plusieurs sommités en physique. Pendant la Deuxième Guerre mondiale, elle se joint au groupe de scientifiques œuvrant sur le projet Manhattan, ces recherches qui ont mené à la fabrication de la bombe atomique. Puis, ses recherches à l’Université de Chicago sur les couches du noyau atomique lui valent, en 1963, le seul autre prix Nobel de physique accordé à une femme.

Lise Meitner

L’histoire de Meitner est plus triste. Cette physicienne autrichienne née en 1878 représente le plus célèbre raté de l’histoire des prix Nobel. Renommée pour ses recherches sur la radioactivité et reconnue par ses pairs, elle joue aussi un rôle important dans la physique nucléaire, participe à plusieurs travaux avec des collègues, dont la découverte avec le chimiste allemand Otto Hahn d’un nouvel élément, le protactinium. Trois fois pressentie pour un prix Nobel, jamais elle n’a reçu la récompense. Par contre, Otto Hahn, lui, est nobélisé en chimie en 1944 pour des travaux de recherche auxquels Lise Meitner a grandement travaillé, en partie gratuitement.

La science, c’est un plaisir qui n’est pas réservé qu’aux gars. Avis aux jeunes filles!

AJOUT 15 mars 2015 : je viens de trouver cet article qui explique l’importance de certaines femmes auprès de scientifiques pour communiquer et traduire leurs recherches

Le yéti de Boston

Jeudi 19 février 2015 à 15 h 05 | | Pour me joindre

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@eve_christian

Qui n’a pas entendu parler de ces tempêtes qui semblent s’acharner cet hiver sur l’est du continent américain?  Plusieurs se demandent si c’est encore ce fameux vortex polaire, célèbre depuis l’hiver dernier, qui en serait responsable.

pelle neige boston

Vortex polaire et courant-jet

Ce vortex polaire est un centre de basse pression normalement situé au-dessus du pôle Nord et délimité par un fort courant-jet. Ce qu’on appelle aussi « jet stream » est un endroit situé à une dizaine de kilomètres d’altitude où le vent est d’au moins 95 km/h, mais qui peut aussi souffler à 400 km/h.

Ce courant-jet délimite les masses d’air : le froid au nord, le chaud au sud. Le long de sa trajectoire, on retrouve des systèmes météo. Par exemple, quand l’hiver est doux sur le centre du pays, c’est parce que le courant-jet est très nordique. Par contre, si la langue s’étire loin au sud, l’hiver est considéré comme rigoureux.

Depuis deux ans, le vortex est décalé vers le sud et entraîne le courant-jet parfois jusqu’au golfe du Mexique. C’est ce qui engendre ces hivers rigoureux, particulièrement sur le centre-sud et l’est du Canada, et sur les régions adjacentes des États-Unis, comme dans la Nouvelle-Angleterre ou au sud des Grands Lacs.

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Courant-jet (Crédit : Reuters)

Une réaction en chaîne

Ce décalage de l’air polaire aurait été initié en décembre dernier dans l’Ouest et le centre du Pacifique tropical. D’intenses orages s’y sont formés, ajoutant ainsi un apport de chaleur dans l’atmosphère et altérant le courant-jet sur le nord du Pacifique. Le résultat? Des vagues de grandes amplitudes se sont formées dans le courant-jet et l’ont emmené anormalement au sud.

Et les Bostoniens, eux, n’en peuvent plus. Les records météo s’additionnent dans la ville du Massachusetts :

  • L’accumulation la plus rapide de six pieds de neige (72,5 po ou 184 cm) : 18 jours, soit du 24 janvier au 10 février. Le précédent record était de 45 jours, enregistré du 29 décembre 1993 au 11 février 1994. Je peux comprendre que les gens ne savent plus où mettre la neige, d’autant plus que ça prend de grands bras pour lancer le contenu de la pelle en haut du tas de neige!
  • La plus grande quantité de neige tombée en 30 jours : 90,2 po ou 229 cm du 17 janvier au 15 février. Il a neigé presque tous les jours.
  • Le record du mois le plus neigeux, détenu par janvier 2005 avec 43,3 po (110 cm), a été largement dépassé par le mois de février actuel. En date du 16 février, 58,5 po (149 cm) sont déjà tombés. Imaginez la quantité totale à la fin de février. Le record est basé sur 142 ans de données.
  • Le record de la saison hivernale la plus neigeuse revient à l’hiver de 1995-1996, avec 107,6 po (273 cm). Actuellement, avec 95,7 po tombés sur Boston, l’année 2014-2015 figure au troisième rang. Mais j’ai la forte impression qu’il pourrait prendre la première place.

Les Bostoniens ont tout de même le sens de l’humour, du moins l’un d’entre eux. Depuis quelques semaines, un personnage déguisé en yéti déambule dans les rues de Boston. On le voit ici et là, assis dans un banc de neige ou se promenant dans les tempêtes. Et comme il est de son temps, il a même un compte twitter @BostonYeti2015, par lequel il encourage de façon humoristique les citadins, avec des photos et des commentaires.

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Le yéti de Boston (Crédit : twitter = BostonYeti2015)

 

Froid dans l’est, chaleur à l’Ouest

Par ailleurs, pendant qu’on gèle dans l’est et dans le Sud américain, le point de congélation est prévu pour la Floride ce week-end et l’ouest bat des records de tous les temps avec des températures dépassant les normales de 10 à 20 degrés. Par exemple, à Reno, au Nevada, il a fait 22°C à la Saint-Valentin. Le lendemain, Las Vegas enregistrait un record de 25°C.

Dans les états de l’Oregon et de Washington, des fleurs printanières tapissent les terrains. Les skieurs sont en manque de neige dans les montagnes californiennes et la sécheresse sévit par endroit. Ainsi, le bilan net pour les États-Unis est un hiver plus doux que la moyenne tellement les records de chaleur l’emportent sur ceux du froid.

Blizzard

Plusieurs avertissements de blizzard ont été émis récemment. Pour qu’on se retrouve en conditions de blizzard, il faut que trois critères soient respectés :

  • les vents soutenus ou en rafales doivent excéder 55 km/h;
  • la neige ou la poudrerie doit réduire la visibilité à moins de 400 mètres;
  • le tout doit persister pendant au moins trois heures.

Malgré ce que l’on peut penser, la quantité de neige ne fait pas partie des critères.

Le blizzard n’est pas rare sur les grandes plaines de l’Ouest canadien ou américain parce qu’il y fait souvent très froid, et que la neige, très légère et contenant très peu d’eau, devient facilement de la poudrerie.

Par contre, en Nouvelle-Angleterre ou près de la côte canadienne, malgré qu’il ne soit pas rare d’avoir des chutes de neige dépassant les 30 cm, les conditions de blizzard sont plutôt rares. Quand les vents atteignent le critère de 55 km/h et s’ils proviennent de l’océan, ils sont assez doux pour transformer la neige en pluie. Et si les précipitations demeurent en neige, elle est tellement chargée d’humidité et lourde que le vent n’arrive pas à la souffler, donc les conditions ne sont pas remplies.

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Les orages d’hiver

Parfois, l’hiver, quand l’instabilité de l’atmosphère devient assez importante, il y a formation d’orages comme en été, avec tout ce que ça comporte : éclairs et tonnerre. Mais ce phénomène est assez rare. Sur tous les états américains, annuellement, on peut en compter 7,6 en moyenne. Alors, imaginez la joie de ce météorologue qui entend six coups de tonnerre. Il est en liesse et explose de joie!