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Le Vésuve a-t-il pollué l’eau de Pompéi ? // Did Mt Vesuvius pollute water in Pompeii ?

Les anciens Romains étaient célèbres pour leur technique extrêmement avancée d’alimentation en eau, comme on peut s’en rendre compte en visitant les vestiges de leurs bains ou leurs aqueducs (voir les thermes de Chassenon en Charente, par exemple). Toutefois, l’eau potable qui circulait dans les conduites de Pompéi a probablement été empoisonnée à un niveau qui a pu entraîner des problèmes tels que vomissements, diarrhée, voire des lésions hépatiques et rénales.

C’est le résultat d’analyses effectuées dans un fragment de conduite d’eau de Pompéi, et publiées dans la revue Toxicology Letters. Selon un chimiste de l’Université du Danemark Méridional qui a participé à la recherche, «les concentrations étaient élevées et étaient définitivement problématiques pour les anciens Romains. Leur eau potable devait être dangereuse pour la santé». Il a analysé un fragment de conduite d’eau de Pompéi et le résultat a révélé un niveau élevé d’antimoine.
Depuis de nombreuses années, les archéologues sont persuadés que les canalisations d’eau chez les Romains étaient problématiques en matière de santé publique. Elles étaient faites de plomb, un métal lourd qui s’accumule dans le corps et finit par endommager le système nerveux et certains organes. Le plomb est également très dangereux pour les enfants. Il y a toujours eu cette idée reçue selon laquelle les Romains ont été empoisonnés par leur eau potable. Cependant, cette thèse est discutable. En effet, une conduite en plomb se calcifie assez rapidement, ce qui empêche le plomb de pénétrer dans l’eau potable. L’eau n’a pu être contaminée par le plomb que pendant de courtes périodes, par exemple lors de la pose des conduites ou pendant leur réparation.
En revanche, contrairement au plomb, l’antimoine est extrêmement toxique. Il est particulièrement irritant pour les intestins. Les réactions observées sont des vomissements et des diarrhées qui peuvent entraîner une déshydratation. Dans les cas graves, le foie et les reins peuvent être affectés et, dans le pire des cas, les troubles peuvent provoquer un arrêt cardiaque.
Comme indiqué précédemment, les concentrations d’antimoine ont été décelées dans le fragment de conduite de 40 milligrammes prélevé à Pompéi. Il a été analysé avec des équipements de haute technologie qui permettent de détecter les éléments chimiques dans un échantillon et de mesurer les endroits où ils se trouvent en grandes concentrations. Cependant, il faudra plusieurs analyses avant que les chercheurs puissent avoir une idée plus précise des effets de la contamination par l’antimoine sur la santé des anciens Romains.
Quoi qu’il en soit, il ne fait aucun doute que l’eau potable à Pompéi contenait des concentrations alarmantes d’antimoine et que la concentration était encore plus élevée que dans d’autres parties de l’Empire romain car Pompéi se trouve à proximité du Vésuve et on sait qu’il y a des concentrations d’antimoine plus élevées dans les eaux souterraines près des volcans.
Sources: Toxicology Letters (15 juillet 2017) & Science Daily.

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The ancient Romans were famous for their advanced water supply, as can be seen when you visit their baths or aqueducts. But the drinking water in the pipelines of Pompeii was probably poisoned on a scale that may have led to daily problems with vomiting, diarrhea, and liver and kidney damage.

This is the finding of analyses of water pipe from Pompeii, published in the journal Toxicology Letters. According to a chemist from University of Southern Denmark who participated in the research, « the concentrations were high and were definitely problematic for the ancient Romans. Their drinking water must have been decidedly hazardous to health. » He analysed a piece of water pipe from Pompeii, and the result surprised both him and his fellow scientists. The pipes contained high levels of antimony.

For many years, archaeologists have believed that the Romans’ water pipes were problematic when it came to public health. They were made of lead, a heavy metal that accumulates in the body and eventually shows up as damage to the nervous system and organs. Lead is also very harmful to children. So there has been a long-lived thesis that the Romans poisoned themselves to a point of ruin through their drinking water. However, this thesis is not always tenable. A lead pipe gets calcified rather quickly, thereby preventing the lead from getting into the drinking water. In other words, there were only short periods when the drinking water was poisoned by lead, for example, when the pipes were laid or when they were repaired.

Unlike lead, antimony is acutely toxic. It is particularly irritating to the bowels, and the reactions are excessive vomiting and diarrhea that can lead to dehydration. In severe cases it can also affect the liver and kidneys and, in the worst-case scenario, can cause cardiac arrest.

This new knowledge of alarmingly high concentrations of antimony comes from a 40-milligram fragment of water pipe found in Pompeii. It was analysed with very high technology equipment which enables to detect chemical elements in a sample and to measure where they occur in large concentrations. However, it will take several analyses before researchers can get a more precise picture of the extent to which Roman public health was affected.

Anyway, there is no question that the drinking water in Pompeii contained alarming concentrations of antimony, and that the concentration was even higher than in other parts of the Roman Empire, because Pompeii was located in the vicinity of Mount Vesuvius and it is well known that antimony occurs naturally in groundwater near volcanoes.

Sources: Toxicology Letters (15 juillet 2017) & Science Daily.

En plus de l’éruption de l’an 79, les Romains ont-ils été contaminés par leur eau? (Photo: C. Grandpey)

 

 

Une solution contre le réchauffement climatique: Un stupa de glace // A solution against global warming : An ice stupa

Le Ladakh – le « pays des hautes passes » – est pris en sandwich entre deux des plus hautes chaînes de montagnes du monde, l’Himalaya et le Kunlun. Les précipitations sont rares dans cette région. L’eau, indispensable à l’irrigation des terres agricoles qui constituent la principale ressource de la population locale, provient principalement de la fonte de la neige et de la glace. Cependant, le changement climatique rend cette terre encore plus sèche, laissant les agriculteurs en manque d’eau dans les mois d’avril et mai, si importants pour les plantations, juste avant que les glaciers commencent à fondre sous le soleil de l’été.
En 2014, Sonam Wangchuk, un ingénieur en mécanique de la région a décidé de s’attaquer à la crise de l’eau au Ladakh où les glaciers reculent en raison de la hausse des températures. Pour cette raison, ils laissent échapper beaucoup moins d’eau au début du printemps mais en fournissent une grande quantité avec la chaleur de l’été qui les amenuise encore davantage.
L’ingénieur avait en tête une idée simple: il voulait rééquilibrer ce déficit naturel en recueillant l’eau provenant de la fonte de la neige et de la glace au cours des mois froids (cette eau est perdue pour tout le monde) et en la stockant jusqu’au printemps, moment où les agriculteurs en ont le plus besoin. Pour ce faire, il a construit un « stupa de glace », cône de glace à deux niveaux, ainsi baptisé par référence aux monuments sacrés traditionnels que l’on rencontre dans toute l’Asie.
Le stupa de glace est édifié sans avoir besoin d’électricité ou de pompes, uniquement grâce à la physique. Tout d’abord, un tuyau est installé sous terre ; il relie un cours d’eau et l’endroit où le stupa de glace doit être implanté, généralement à côté d’un village. L’eau doit provenir d’un point plus élevé, d’une soixantaine de mètres ou plus. Comme un fluide dans un circuit maintient toujours son niveau – selon le principe des vases communicants – l’eau qui provient de 60 mètres en amont gicle à 60 mètres en l’air à la sortie du tuyau en aval, créant une fontaine. La température négative de l’air fait le reste et cristallise immédiatement les gouttelettes d’eau sous forme de glace qui tombe juste en dessous en formant un cône. Un cône est très facile à fabriquer avec de la glace, car tout écoulement sous forme de gouttes forme naturellement un cône. Les glaçons sont eux-mêmes des cônes inversés.
Un cône a des propriétés très intéressantes: il a une surface d’exposition minimale par rapport au volume d’eau qu’il contient; Cela signifie qu’il fond très lentement. Le prototype de 6 mètres de hauteur contenant 150 000 litres d’eau a duré de l’hiver jusqu’à la mi-mai, au moment précis où l’eau était nécessaire pour l’irrigation, alors que toutes les glaces environnantes avaient disparu fin mars. L’aspect révolutionnaire du stupa est qu’il fonctionne même à basse altitude et à des températures très chaudes.
Ce n’est pas la première fois que l’on essaye de créer un glacier artificiel dans la région, mais les tentatives précédentes ont eu lieu au-dessus de 4 000 mètres d’altitude en faisant geler l’eau dans de grands canaux qui exigeaient de l’ombre et beaucoup d’entretien, et étaient situés trop loin des champs pour être pratiques.
Au lieu de cela, la forme conique du stupa de glace peut résister à la lumière directe du soleil et le cône peut être édifié là même où l’eau est nécessaire. Cependant, les stupas ne sont pas sans entretien car ils ont besoin d’une intervention manuelle; Par exemple, les fontaines peuvent se bloquer lorsque l’eau gèle dans les tuyaux. En améliorant la technique, ils devraient devenir plus fiables. Des tests commenceront au Pérou cet été en profitant de l’hiver dans l’hémisphère sud.
En raison de l’infrastructure de tuyauterie requise, le coût initial du projet est relativement élevé. L’ingénieur en mécanique a estimé qu’il aurait besoin d’environ 125 000 dollars pour réaliser la première version du stupa de glace à grande échelle. Il pourrait atteindre 25 mètres de hauteur et permettre l’irrigation d’une dizaine d’hectares de cultures. Conscient que ce coût serait trop élevé pour les autorités locales, il a décidé d’avoir recours à un financement participatif par l’intermédiaire de la plateforme Indiegogo. Cette initiative a été couronnée de succès et a suscité l’intérêt des institutions locales. En fin de compte, le gouvernement du Ladhak l’a intégrée dans ses plans de développement. Le stupa de glace a également remporté un Rolex Award for Enterprise en 2016, ce qui a rapporté une somme de 100 000 francs suisses (environ 105 000 dollars).

https://youtu.be/FdVijr10DZ0

Les stupas de glace pourraient également être transformés en attractions touristiques, en y incorporant des bars à glace et des hôtels de glace. Cela reviendrait à mélanger le sacré et le profane et construire un pont entre différentes cultures.
Source: CNN.

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Ladakh- the « land of high passes » – is sandwiched between two of the world’s tallest mountain ranges, the Himalayas and the Kunlun. Rainfall is rare in the region. Water, essential for irrigating the farmlands that are the lifeblood of the local population, mostly comes from melting snow and ice. However, climate change is making this land even drier, leaving farmers without water in the crucial planting months of April and May, right before the glaciers start to melt in the summer sun.

In 2014, Sonam Wangchuk, a local mechanical engineer set out to solve the water crisis of the Ladakh. The natural glaciers are shrinking due to rising global temperatures. For that reason, they provide far less water in early spring but then release a lot in the summer heat, shrinking even more.

The engineer had a simple idea: he wanted to balance this natural deficit by collecting water from melting snow and ice in the cold months, which would normally go to waste, and store it until spring, just when farmers need it the most. He then built a two-story prototype of an « ice stupa », a cone of ice that he named after the traditional sacred monuments that are found throughout Asia.

The ice stupa is created using no power or pumps, only physics. First, a pipe is laid underground, connecting a stream of water and the location where the ice stupa is required, usually next to a village. The water must come from a higher altitude, usually around 60 meters or more. Because a fluid in a system always wants to maintain its level – according to the principle of the communicating vessels – water from 60 meters upstream will spray 60 metres into the air out of the downstream pipe, creating a fountain. The freezing air temperature does the rest, immediately crystallizing the water droplets into ice that falls right below, forming a cone. A cone is very easy to make with ice, because any dripping naturally forms a cone underneath; icicles are inverted cones.

A cone has more desirable properties: It has minimal exposed surface area for the volume of water it contains; that means it melts very slowly. The 6-metre-tall prototype containing 150,000 litres of water lasted from winter until mid-May, just when water is needed for irrigation, while all the surrounding ice on the ground had gone by the end of March. The revolutionary aspect of the ice stupa is that it works even at low altitude and in very warm temperatures.

It’s not the first type of artificial glacier in the area, but previous endeavours in this area were only attempted above 4,000 metres a.s.l. by freezing waters in large canals which required shade and a lot of maintenance, and were located too far away from the fields to be practical.

Instead, the conical shape of the ice stupa can withstand even direct sunlight and it can sit right were the water is required. However, the stupas are not maintenance-free as they need a lot of manual intervention; for instance, the fountains can freeze when the pipes ice up. It is hoped that soon, by refining the technology, they will become more reliable. Tests will start in Peru this summer, taking advantage of an extra winter in the southern hemisphere.

Because of the piping infrastructure required, the initial investment can be steep. The mechanical engineer estimated he would need around $125,000 to build his first full-scale version, which could reach 25 metres in height and provide irrigation to about 10 hectares of land. As the price would be too high for local authorities, he decided to crowdfund the project, asking people for contributions through Indiegogo, a popular crowdfunding platform. The campaign was successful and piqued the interest of the local institutions. In the end, the Ladhaki government is incorporating it its development plans. The ice stupa also won a Rolex Award for Enterprise in 2016, which carried a 100,000 Swiss Franc prize (around $105,000).

https://youtu.be/FdVijr10DZ0

The stupas might also be turned into tourist attractions, by building ice bars and ice hotels inside them. This would mean a bit like mixing the sacred and the profane and build a bridge between different cultures.

Source: CNN.

Vue du prototype du stupa de glace

(Crédit photo: Sonam Wangchuk)

Le sang de l’Antarctique // Antarctica’s blood

La Nature peut offrir des mystères étonnants. En Antarctique, Blood Falls est une résurgence d’eau salée teintée de rouge par un oxyde de fer, qui s’échappe du front du Taylor Glacier, dans la vallée du même nom.  Cette eau hyper saturée en sel et riche en fer émerge sporadiquement du glacier à partir de petites fissures. Sa source est un bassin sous-glaciaire de taille inconnue qui se cache sous quelque 400 mètres de glace à plusieurs kilomètres en amont de Blood Falls. Le site a été découvert en 1911 par le géologue australien Griffith Taylor, qui a été le premier à explorer la vallée qui porte son nom.
La cause de la couleur rouge de Blood Falls est restée un mystère pendant des années. Différentes hypothèses chimiques ou microbiennes ont été avancées. Certains scientifiques pensaient que c’étaient les algues présentes dans l’eau qui lui donnaient l’étrange couleur rouge.
L’explication officielle vient d’être révélée par des chercheurs de l’Université de Alaska à Fairbanks. Le liquide qui sort du Taylor Glacier est une saumure riche en fer qui s’oxyde lorsqu’elle entre en contact avec l’air, de la même façon que le fer rouille. Les scientifiques expliquent que l’eau rouge provient d’un petit lac d’eau salée piégé sous le glacier, et qui s’y trouve probablement depuis un million d’années. Ils ajoutent que le lac présente une telle salinité qu’il ne peut pas geler à des températures normales, de sorte que l’eau arrache le fer au substrat rocheux au moment où elle s’infiltre dans la glace avant de déboucher à Blood Falls.
Les chercheurs de Fairbanks ont utilisé un certain type de radar pour suivre la saumure qui alimente Blood Falls. Ils ont parcouru le glacier avec les antennes en suivant des modèles en forme de grille afin de «voir» sous la glace, un peu comme une chauve-souris utilise l’écholocation pour «voir» les choses autour d’elle. Ils ont constaté que l’eau restait liquide malgré l’environnement extrêmement froid du glacier, ce que les scientifiques pensaient impossible jusqu’alors. Bien que cela semble contradictoire, l’eau libère de la chaleur en gelant, et c’est cette chaleur qui réchauffe la glace environnante. Le Taylor Glacier est actuellement le glacier le plus froid au monde connu pour laisser échapper de l’eau en permanence.

Source: Université d’Alaska à Fairbanks.

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Nature may offer surprising mysteries. In Antarctica, Blood Falls is an outflow of an iron oxide-tainted plume of saltwater, flowing from the tongue of Taylor Glacier in the Taylor Valley. Iron-rich hypersaline water sporadically emerges from small fissures in the glacier. The saltwater source is a subglacial pool of unknown size overlain by about 400 metres of ice several kilometres from its tiny outlet at Blood Falls. The reddish deposit was found in 1911 by the Australian geologist Griffith Taylor who first explored the valley that bears his name.

The cause of the red colour of the outflow has remained a mystery for years. Different chemical or microbial hypotheses have been suggested. Some experts assumed that algae in the water were behind the strange red colour.

The definite explanation has just been given by researchers from the University of Alaska Fairbanks. What is coming out of the Taylor Glacier is iron-rich brine which oxidises when it comes in contact with air, in the same way that iron rusts. The scientists say that the red water comes from a small saltwater lake trapped beneath a glacier, which may have been there for a million years. They say the lake is so salty it can’t freeze at normal temperatures and scrapes irons from the bedrock as it seeps through the ice to Blood Falls.

The researchers used a type of radar to detect the brine feeding Blood Falls. They moved the antennae around the glacier in grid-like patterns so that they could ‘see’ what was underneath them inside the ice, just like a bat uses echolocation to ‘see’ things around it. They found that the liquid water actually persisted inside an extremely cold glacier, something that scientists previously thought was impossible. While it sounds counterintuitive, water releases heat as it freezes, and that heat warms the surrounding colder ice. Taylor Glacier is now the coldest known glacier to have persistently flowing water.

Source: University of Alaska at Fairbanks.

Crédit photo: US National Science Foundation.

Résultats de l’analyse de Blood Falls par la National Science Foundation en 2009

(Source : US National Science Foundation)

Retour de l’eau dans le Lac Waiau sur le Mauna Kea (Hawaii) // Water again in Lake Waiau on Mauna Kea (Hawaii)

Le lac Waiau se trouve à 3 970 mètres d’altitude sur le Puuwaiau, un cône adventif du Mauna Kea. Dans une note publiée le 22 septembre 2012, j’expliquais l’existence de ce lac et son importance dans la culture hawaïenne. J’ajoutais que le niveau du lac avait chuté rapidement en raison d’une période de sécheresse de plusieurs années
L’année suivante, le niveau du lac Waiau continuait de baisser. Présentant normalement un diamètre d’une centaine de mètres, le lac n’avait plus qu’une dizaine de mètres de large et 23 centimètres de profondeur le 26 septembre 2013. En décembre de cette même année, la situation s’était aggravée avec une profondeur maximale mesurée à 13 centimètres. Lorsqu’il est plein, le lac a une profondeur d’environ 3 mètres. Un rapport de l’USGS datant de 2015, basé sur des données de 1885 à 2010, a révélé que la superficie du lac fluctuait normalement entre 5 000 et 7 000 mètres carrés.

Aujourd’hui, en 2017, le lac Waiau est presque plein, comme c’est le cas depuis l’automne 2014, signe du retour des précipitations normales près du sommet du Mauna Kea. Il y a eu aussi de bonnes pluies pendant l’hiver et de la neige fin 2016 et début 2017.
L’eau du lac Waiau est maintenue à l’intérieur d’une dépression par une couche de matériaux fins recouverte de dépôts périglaciaires. La couche fine joue le rôle d’aquifère qui libère lentement l’eau dans le lac au cours de l’année. C’est la couche de matériaux fins, et non le pergélisol comme on le pensait auparavant, qui fournit probablement le matériau imperméable qui surmonte la nappe phréatique.
Le lac joue un rôle dans la mythologie hawaïenne. Outre Poli’ahu, l’une des quatre déesses de la neige, toutes ennemies de Pelé, deux autres divinités de la neige, Lilinoe et Waiau, sont associées au Mauna Kea, et le lac – dont le nom signifie « eau tourbillonnante » en hawaiien –a probablement été nommé par référence à l’une de ces déesses qui venait se baigner dans ses eaux. À l’origine, les Hawaïens considéraient le Mauna Kea, y compris le lac Waiau, comme un site sacré, et seuls les prêtres et les chefs étaient autorisés à y accéder. Plus tard, après la formation du royaume hawaïen, le site a été de temps en temps visité par les membres de la famille royale. La dernière à y venir a été la reine Emma en 1881. Elle aussi s’est baignée dans le lac pendant sa visite.

Source : Presse hawaiienne.

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Lake Waiau lies 3,970 metres a.s.l. within the Puuwaiau cinder cone on the flank of Mauna Kea. In a note written on September 22nd, 2012, I explained the existence of this lake on the slopes of Mauna Kea and its importance in Hawaiian culture. I added that the lake level had been falling rapidly due to a dry spell lasting several years

In 2013, the lake was still shrinking fast. Normally 100 metres wide, the lake had become just 10 metres wide and 23 centimetres deep on Sept. 26th, 2013. By December, the situation had worsened with the maximum depth measured at 13 centimetres. When full, the lake has a maximum depth of about 3 metres. A 2015 report by the USGS based on data from 1885 to 2010 found the lake’s surface area normally fluctuates between 5,000 and 7,000 square metres.

Today, in 2017, Lake Waiau is nearly full, as it has been since autumn 2014, indicative of normal precipitation near Mauna Kea’s summit. There were also good winter rains and snow at the end of 2016, and beginning of 2017.

Lake Waiau is a water body in which water is held in a depression by a continuous layer of fine material in its surroundings, which is covered by periglacial slope deposits. The fine layer acts as an aquifer that may gently release water into the lake over the year. The fine-grained material, and not permafrost, as previously thought, is likely the impermeable material that perches the water table.

The lake plays a part in Hawaiian mythology. Aside from Poli’ahu, one of the four goddesses of snow, all enemies of Pele, two additional snow deities, Lilinoe and Waiau, are associated with Mauna Kea, and the lake was probably named after the goddess of the same, who used to bathe in it. Originally, Hawaiians considered the whole peak region of Mauna Kea, including Lake Waiau, a sacred site, and only priests and chieftains were allowed to access it. Later, after the formation of the Hawaiian kingdom, the peak region was occasionally visited by members of the royal family. The last one to do so was queen Emma in 1881, who also took a bath in the lake during her visit.

Source: Hawaiian newspapers.

Crédit photo: Wikipedia.

Poli’ahu règne sur le Mauna Kea… (Photo: C. Grandpey)