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Tomographie Synchrotron d’un Fossile de Rhacolepis Buccalis ?

Written By: Jean-Paul Cipria - Fév• 11•17
Poisson Rhacolepis Buccalis - 113 Ma - Brésil - J.P. Cipria

Fossile de Poisson Rhacolepis Buccalis – 113 Ma – Brésil – Photo personnelle ©J.P. Cipria-2017

Au Nord-Est du Brésil nous pouvons observer le bassin Araripe où existe une formation géologique appelée Santana « apparue » en surface après moult circonvolutions aux environs de -145 à -66 millions d’années (Crétacé). Une mer recouvrait cette partie vers -110 millions d’années où ont pu s’accumuler nombre d’espèces d’ancêtres à 24* valves de l’esturgeon actuel à seulement 12 valves. Un pauvre V12 quoi 😉 . Ce poisson se trouve inclus dans une formation « rocheuse » appelée Nodule. Le phénomène de fossilisation est une Phosphatisation.


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Created :2017-02-11 14:29:27. – Modified : 2017-02-15 20:15:06.


Expériences En Construction

Expériences En Construction

Un poisson de pierre au cœur de … ?

Que donne une image interne de ce poisson ?

Rhacolepis - Synchrotron Tomography - Hart and Valves - Phase contrast synchrotron micro tomography of teleost fossil hearts. [MALDANIS-2016]

Rhacolepis – Synchrotron Tomography – Hart and Valves – Phase contrast synchrotron micro tomography of teleost fossil hearts. [MALDANIS-2016]

Le Rayonnement Synchrotron ?

L’effet synchrotron

L’effet synchrotron est un rayonnement d’ondes électromagnétiques, à très large spectre continu, qui sont émises par des électrons fortement accélérés. Celles-ci, du fait de leur spectre continu, de leur tunabilité (réglage), de leurs densités de puissance, de leurs phases (quasi-cohérentes), de leurs répartitions spatiales étroites, permettent de « scanner » la matière dans une large gamme de longueurs : de l’atome en passant par la molécule jusqu’aux packs de matière de l’ordre du micromètre. Difficile ? Oui, mais pas très compliqué.

La cohérence de phase ?

Les paquets d’électrons envoyés à chaque « pulse » synchrotron sont localement et temporellement en phase lors de l’émission électromagnétique. L’objet cible reçoit ce paquet électromagnétique dont la représentation spatiale donne une série d’ondes considérées pratiquement comme planes. Nous pouvons alors détecter les différences de phases générées par la structure de l’objet matériel, qui se calculent, en fait, comme des différences de trajets optiques en méthode « aux rayons ».

Comment explorer en profondeur ?

Nous pouvons focaliser le faisceau grâce à une lentille à large spectre et faire parcourir la distance de focalisation sur toute l’épaisseur de la cible. Nous pouvons aussi disposer d’un quadrillage de récepteurs qui reconstituent un volume 3D. Il est possible aussi de reconstituer 3D les phases en fonction du ToA Time of Advance en synchronisation de précision. Tout se fait sur les décalages temporels qui sont aussi des phases … etc.

La tomographie ?

La tomographie consiste à imposer une durée infinitésimale dt durant laquelle nous prenons une image, un champ de vecteurs en (X, Y). Soit la durée dt représente un déplacement dz, en ce cas chaque image représente une tranche dz d’un élément de volume dV = x.y.dz et nous traçons l’image I(x,y) à l’endroit z+dz, soit dt représente un temps et nous avons une trajectoire 3D d’où la vitesse matricielle C = (dx/dt, dy/dt, dz/dt) à l’endroit (x,y,z). Pas plus difficile que cela ! Compliqué ? Oui, cela dépend de la taille de l’image !

Recalibrer une mesure au Carbone 14 ?

Before Present ? Lequel ?

Par ailleurs quand nous lisons une datation issue d’une mesure à l’isotope carbone 14 « on » nous donne sans arrêt la durée BP ou Before Present, en anglais. Le présent étant le 01/01/1950 et les mesures « disposent » depuis un certain nombre d’années d’un calibrage, important. Nous pouvons nous « tromper » de 700 ans sur 5000 ans. Ce calibrage s’appelle … calibrage. Quelques instituts fournissent le calcul sur internet. La « compréhension » de ce système de calibrage coûte 19 € [CALPAL-2017] (on dit merci pour la pub !). Le calcul, lui, ne coûte rien, le 12/02/2017. Nous attendons de payer pour la consultation du tableau de Mendeleïev. Un forfait à 1,69€ par mois ?

Exemple sur l’âge de la mort de la momie Otzi Source Wikipedia :

  • 4 546 ± 15 ans BP, avant calibration.

Donné par CalPal Online [CALPAL-2017] :

  • 5203+-101 ans CalBP à partir de l’année 1950.
Age de la Momie Otzi - Calibration d'une mesure à l'isotope Carbone 14 [CALPAL-2017]

Age de la Momie Otzi – Calibration d’une mesure à l’isotope Carbone 14 [CALPAL-2017]

Quelle est la mesure la plus précise ?

Celle à +- 15 ans ou celle à +- 101 ans ? La question est subtile. Pourquoi ?

C’est le coup du khi². La mesure au 14C présente une incertitude de mesure, due à la mesure elle même, de 15 ans. C’est celle estimée par la variation « locale » de la mesure, spatiale, temporelle … etc.

  • Est-elle reproductible ? Oui à 15 années près !
  • Est-elle juste ? 4550, 4556, … oui !
  • Est-elle précise ? Oui, à 15 ans près.

Mais correspond-elle à la réalité ? Non, ou du moins par rapport à une mesure par calibrage.

Le calibrage ré-ajuste la mesure en ajoutant globalement 650 ans. La mesure au carbone 14 devient non juste par un biais de 650 ans. De plus l’écart type augmente et passe de 15 ans sur un type de mesure 14C à 101 ans sur un calibrage.

La mesure la plus précise est … 101 ans car c’est celle qui a intégrée toutes les autres mesures qui « annulent » le biais, ou du moins qui le rectifient et qui diminuent l’écart-type jusqu’à un minimum de 101 ans. La courbe statistique d’incertitude est plus large quand nous passons de 15 ans, précis localement et imprécis globalement, à 101 ans qui est une meilleure précision que les 300 ans, par exemple, d’écart-type du 14C dont nous ignorions l’existence auparavant. Mais cela n’a pas vraiment de sens car la mesure au 14C présente un tel biais que même avec une incertitude fixée à 300 ans elle n’entre pas dans le gabarit d’une mesure calibrée. Suis-je clair ?

Le khi² ?

Le khi² fait la même chose. Il compare les erreurs, les incertitudes que vous faites et que vous prévoyez, celles prévues par vos appareils de mesure, celles que vous affichez délibérément sur votre graphique … à celles qui peuvent se déterminer par la variation de vos courbes de mesures.

Si un grand écart apparait entre la variation prévue par vous et celle calculée sur vos courbes alors le khi² est différent de 1. C’est une sorte d’alerte, pas très pratique à cause des complications non-explicatives d’absolument tous les cours vus et pratiqués. Il faudra que nous trouvions une méthode.

Références

Scientifiques

  • [MALDANIS-2016] : Maldanis, Lara Heart fossilization is possible and informs the evolution of cardiac outflow tract in vertebrates – April 19, 2016
    https://elifesciences.org/content/5/e14698
    .
  • [CALPAL-2017] : Cologne Radiocarbon Calibration and Paleoclimate CALPAL :
    Enter a date above and click « Calibrate ». Dates between 50.000 and 1 BP will be calibrated using the calibration curve CalPal2007_HULU.
    http://www.calpal-online.de/
    Calibration de la mesure à l’isotope Carbone 14 (14C).
    .
  • CalPal2007 Hulu Curves : Bernhard Weninger,Olaf Jöris – A 14C age calibration curve for the last 60 ka: the Greenland-Hulu U/Th timescale and its impact on understanding the Middle to Upper Paleolithic transition in Western Eurasia – November 2008 – Journal of Human Evolution – Copyright © 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved. 19 €

Informatives

Taxonomie

Règne : Animal
Phylum : Chrodés
Sous-embranchement : Vertébrés
Classe : Osteichtyens
Ordre : Elopiformes
Famille : Pachyrhizodontidés
Genre : Rhacolepis Buccalis

Ere : Mésozoïque
Epoque : Crétacé
Subdivision : Cénomanien (100 Ma)

Localisation : Brésil.

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Jean-Paul Cipria
11/02/2017

 

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