Trois choses que vous devriez savoir sur les sols salés, l’invisibilité et le rover lunaire canadien

Les sols salés : la recherche canadienne est fondamentale pour la sécurité alimentaire

Dans le monde entier, les niveaux élevés de salinité des sols agricoles menacent notre approvisionnement alimentaire.

En fait, l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture estime qu’environ 3 % des sols de la planète présentent déjà une salinité excessive.  Ce phénomène est en grande partie attribué à l’activité humaine, par l’entremise de pratiques agricoles non durables et des changements climatiques. 

En quantité adéquate, les sels – des minéraux et des composés hydrosolubles comme le calcium, le magnésium, le sulfate et le chlorure – servent de nourriture ou d’engrais pour les plantes. En revanche, leur présence en trop grande quantité entraîne des problèmes relatifs au fonctionnement du sol et empêche les plantes d’absorber l’eau, ce qui réduit considérablement les rendements. 

Au Canada, l’accumulation de sel dans les sols touche principalement les Prairies, en raison des niveaux de précipitations et de la façon dont les sols se sont formés dans la région. Bien que l’amélioration des pratiques agricoles au cours des 40 dernières années ait réduit le risque que les terres deviennent impropres à la culture , il existe des zones où la salinité est trop élevée, ce qui fait que la culture est un combat perdu d’avance.

Heureusement, un laboratoire canadien à Swift Current, en Saskatchewan, s’est engagé à étudier cet enjeu important. Au laboratoire d’évaluation de la tolérance au sel d’Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC), les chercheurs étudient la capacité de croissance des cultures dans des sols salés et s’efforcent de repérer des souches tolérantes au sel.

La capacité de croissance des plantes en sol salin est variable. Certaines espèces sont même spécialisées pour pousser dans un environnement salin. Au laboratoire d’AAC, les chercheurs utilisent des cellules et des chambres de croissance automatisées pour étudier les répercussions de la salinité du sol sur chaque type de culture, de la germination à la récolte. La tolérance au sel est difficile à analyser sur le terrain, car les conditions sont trop variables. Le laboratoire permet aux scientifiques de régler avec précision les conditions expérimentales et d’obtenir des résultats fiables. 

La recherche en laboratoire permet aux agronomes de faire de meilleures recommandations aux agriculteurs aux prises avec des taux de salinité élevés dans leurs sols. Par exemple, les pois et les haricots ne peuvent tolérer aucune salinité, tandis que le canola et l’orge pourraient représenter de bonnes cultures de rechange. Les chercheurs du laboratoire repèrent aussi des souches de cultures tolérantes au sel, qui peuvent servir à sélectionner de nouvelles versions de cultures, mieux adaptées aux sols salins. C’est le cas d’un nouveau type d’herbe fourragère à la fois nutritive pour le bétail et tolérante au sel. Cette innovation a permis aux agriculteurs de convertir les cultures compromises par la salinité de leurs sols en fourrage ou en pâturage, ce qui favorise la réhabilitation des sols tout en leur procurant un revenu stable.

La compréhension de la tolérance au sel des cultures vivrières est un outil essentiel pour les agriculteurs. Les travaux en cours au laboratoire d’AAC illustrent bien la façon dont l’innovation canadienne nous aide à croître dans une direction durable. 

Par Renée-Claude Goulet

L’invisibilité : ce n’est pas de la magie, c’est de la physique! 

Avez-vous déjà rêvé de devenir invisible? Eh bien, votre rêve pourrait devenir réalité… si vous êtes disposé à vous faire congeler et broyer. 

Un laboratoire du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a récemment réussi à démontrer un phénomène  qui avait été prédit il y a des décennies : il est possible de rendre un nuage d’atomes invisibles en le refroidissant et en le densifiant suffisamment. 

Tout est fait d’atomes : votre chaise, les arbres, l’air et vous. Les atomes sont constitués de particules encore plus petites appelées protons, neutrons et électrons, qui sont disposées un peu comme le système solaire. Dans notre système solaire, un groupe de planètes tourne autour du Soleil. Dans un atome, un groupe d’électrons tourne autour d’un groupe de protons et de neutrons appelé noyau. Contrairement aux planètes, cependant, les électrons peuvent sauter d’une orbite à l’autre, et même partager la même orbite avec d’autres électrons, mais uniquement selon un schéma spécifique.

Les électrons se déplacent souvent en sautant. Si on donne de l’énergie à un électron (p. ex., en l’éclairant), il peut sauter sur une orbite plus éloignée du noyau. S’il perd de l’énergie, il produit de la lumière et se retrouve sur une orbite plus proche du noyau. Le type de lumière absorbée et produite détermine la couleur que l’on voit lorsqu’on regarde un objet.

Mais quel est le rapport avec l’invisibilité?

Lorsque la lumière frappe un objet, les électrons sautent entre les orbites, entraînant l'absorption ou la production de lumière d'une manière spécifique qui est visible sous forme de couleurs. 

Maintenant, qu’arrive-t-il si on amène les atomes à une température EXTRÊMEMENT basse et qu’on fait en sorte qu’ils soient EXTRÊMEMENT écrasés les uns contre les autres? Les températures extrêmement froides ralentissent le mouvement des atomes. Alors que les atomes perdent de l’énergie, leurs électrons se déplacent vers les orbites de faible énergie proches du noyau. Sous une pression extrêmement élevée, les électrons sont tellement écrasés les uns contre les autres qu’ils ne peuvent quitter leur position.  

Dans ces conditions, même si on éclaire ces atomes, les électrons ne pourront pas se déplacer. Les électrons qui ne peuvent pas sauter d’une orbite à l’autre ne peuvent ni absorber ni produire de lumière, ce qui les rend invisibles à nos yeux. La lumière traverse ainsi directement l’atome sans interagir avec lui, ce qui le rend invisible.

Bien que l’équipe n’ait pas réussi à rendre complètement invisible un nuage d’atomes de lithium (leur température affichait quelques millièmes de degrés de trop), l’expérience a démontré qu’il est possible de faire disparaître quelque chose, en ayant recours à la science plutôt qu’à la magie.                     

Par Michelle Campbell Mekarski