Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Evolution séculaire“

Phase equilibria modelling has played a key role in enhancing our understanding of metamorphic processes. An important breakthrough in the last three decades has been the ability to construct phase diagrams by integrating internally consistent datasets of the thermodynamic properties of minerals, fluids and melts with activity–composition models for mixed phases that calculate end-member activities from end-member proportions. A major advance in applying phase equilibria modelling to natural rocks is using isochemical phase diagrams to explore the phase assemblages and reaction sequences applicable for a particular sample. The chemical systems used for modelling phase equilibria are continually evolving to provide closer approximations to the natural compositions of rocks and allow wider varieties of compositions to be modelled. Phase diagrams are now routinely applied to metasedimentary rocks, metabasites and intermediate to felsic intrusive rocks and more recently to ultramafic rocks and meteorites. While the principal application of these phase diagrams is quantifying the pressure and temperature evolution of metamorphic rocks, workers are now applying them to other fields across the geosciences. For example, phase equilibria modelling of hydrothermal alteration and the metamorphism of hydrothermally altered rocks can be used to determine ‘alteration vectors’ to hydrothermal mineral deposits. Combining the results of phase equilibria of rock-forming minerals with solubility equations of accessory minerals has provided new insights into the geological significance of U–Pb ages of accessory minerals commonly used in geochronology (e.g. zircon and monazite). Rheological models based on the results of phase equilibria modelling can be used to evaluate how the strength of the crust and mantle can change through metamorphic and metasomatic processes, which has implications for a range of orogenic processes, including the localization of earthquakes. Finally, phase equilibria modelling of fluid generation and consumption during metamorphism can be used to explore links between metamorphism and global geochemical cycles of carbon and sulphur, which may provide new insights into the secular change of the lithosphere, hydrosphere and atmosphere.RÉSUMÉLa modélisation des équilibres de phases a joué un rôle clé dans l’amélioration de notre compréhension des processus métamorphiques. Une percée importante au cours des trois dernières décennies a été la capacité de construire des diagrammes de phase en y intégrant des ensembles de données cohérentes des propriétés thermodynamiques des minéraux, des fluides et des bains magmatiques avec des modèles d'activité-composition pour des phases mixtes qui déduisent l’activité des membres extrêmes à partir des proportions des membres extrêmes. Une avancée majeure dans l'application de la modélisation d'équilibre de phase aux roches naturelles consiste à utiliser des diagrammes de phases isochimiques pour étudier les assemblages de phase et les séquences de réaction applicables pour un échantillon particulier. Les systèmes chimiques utilisés pour la modélisation des équilibres de phase évoluent continuellement pour fournir des approximations plus proches des compositions naturelles des roches et permettent de modéliser de plus grandes variétés de compositions. Les diagrammes de phase sont maintenant appliqués de façon routinière aux roches métasédimentaires, aux métabasites et aux roches intrusives intermédiaires à felsiques et plus récemment aux roches ultramafiques et aux météorites. Bien que l'application principale de ces diagrammes de phase consiste à quantifier l'évolution de la pression et de la température des roches métamorphiques, les utilisateurs les appliquent maintenant à d'autres spécialités des géosciences. Par exemple, la modélisation des équilibres de phase de l'altération hydrothermale et du métamorphisme des roches d’altération hydrothermale peut être utilisée pour déterminer les « vecteurs d'altération » des gisements minéraux hydrothermaux. La combinaison des résultats des équilibres de phase des minéraux constitutifs des roches avec des équations de solubilité des minéraux accessoires a permis d’en savoir davantage sur la signification géologique des âges U–Pb des minéraux accessoires couramment utilisés en géochronologie (par exemple zircon et monazite). Les modèles rhéologiques basés sur les résultats de la modélisation des équilibres de phase peuvent être utilisés pour évaluer comment la résistance de la croûte et du manteau peut changer à travers des processus métamorphiques et métasomatiques, ce qui a des implications sur une gamme de processus orogéniques, y compris la localisation des séismes. Enfin, la modélisation des équilibres de phase de la génération et de l’absorption des fluides pendant le métamorphisme peut être utilisée pour explorer les liens entre le métamorphisme et les cycles géochimiques globaux du carbone et du soufre, ce qui peut fournir de nouvelles perspectives sur le changement séculaire de la lithosphère, de l'hydrosphère et de l'atmosphère.

Entre 1840 y las primeras décadas del siglo XX, la fotografía de difuntos fue la manifestación iconográfica más importante de los ritos funerarios de la burguesía rioplatense. Si bien el retrato fue el género artístico predominante en los nacientes Estados nacionales del período, por su función ordenadora del tejido social a la vez que expresión social del individuo, la fotografía no sólo profundizó su difusión social sino que también absorbió y transformó prácticas seculares localmente arraigadas, como la mascarilla mortuoria, los grabados de cabezas yacentes y los retratos al óleo de personas “vivas” que usaban el cadáver como modelo. En el presente artículo se propone recorrer el desarrollo de ese particular género fotográfico durante la segunda mitad del siglo XIX, a fin de contribuir al conocimiento de una práctica que sigue siendo, aún hoy, un asunto poco abordado por la historiografía.Abstract: From 1840 to the first decades of the XXth Century, death portraiture was the most important manifestation of the funerary rituals of Rio de la Plata bourgeoisie. While portrait was –due to its potential to put in order the social weave and to be a social expression of individuals– a preeminent artistic gender in those brand new nation-states of the period, photography not only multiplied its social diffusion; it also absorbed and transformed secular practices locally rooted like mortuary masks, “lying heads” engravings, and oil painting portraits where the subject seems alive, but the model was a corpse. This article proposes to go through the evolution of this particular photographic gender during the second half of the XIXth century, in order to contribute to a better knowledge of a matter that is –still today– scarcely treated by historiography.Résumé : Entre 1840 et les premières décennies du XXe siècle, la photographie de défunts a été la manifestation iconographique la plus importante des rituels funéraires de la bourgeoisie du Río de la Plata. Si le portrait a été un genre artistique prédominant au sein des nouveaux États nations de la période, tant par sa fonction ordinatrice du tissu social que comme expression sociale de l’individu, la photographie en a approfondi la diffusion sociale ; elle a absorbé et transformé des pratiques séculaires localement enracinées, tels le masque mortuaire, les gravures de portraits de gisants et les peintures à l’huile de personnes “vivantes” qui prenaient le cadavre pour modèle. Cet article propose de suivre le développement de ce genre photographique particulier dans le second XIXe siècle, afin de contribuer à la connaissance d’une pratique qui reste, de nos jours encore, un sujet peu abordé par l’historiographie.

La description de l’évolution à long-terme des systèmes astrophysiques auto-gravitants tels que les disques stellaires, fait aujourd’hui l’objet d’un regain d’intérêt sous l’impulsion de deux développements récents. Cela repose tout d’abord sur le succès de la théorie Lambda-CDM pour décrire la formation des grandes structures et leurs interactions avec le milieu circum-galactique. En outre, de nouveaux développements théoriques permettent maintenant de décrire précisément l’amplification des perturbations extérieures ou internes, et leurs effets sur la structure orbitale d’un système sur les temps cosmiques. Ces progrès complémentaires nous permettent d’aborder la question lancinante des rôles respectifs de l’inné et de l’acquis sur les propriétés observées des systèmes auto-gravitants. Cette thèse est consacrée à la description de ces dynamiques séculaires, notamment lorsque l’auto-gravité joue un rôle important. Deux formalismes de diffusion, externe et interne, seront présentés en détail, et appliqués à différents problèmes astrophysiques. Dans un premier temps, nous étudierons les disques stellaires discrets infiniment fins, et retrouverons la formation d’étroites arêtes d’orbites résonantes en accord avec les observations et les simulations numériques, par le biais de la première mise en oeuvre de l’équation de Balescu-Lenard. Nous considérerons ensuite le mécanisme d’épaississement spontané des disques stellaires sous l’effet du bruit de Poisson. Enfin, nous illustrerons comment ces formalismes permettent également de décrire la dynamique des étoiles orbitant un trou noir supermassif dans les centres galactiques
Understanding the long-term evolution of self-gravitating astrophysical systems, such as for example stellar discs, is now a subject of renewed interest, motivated by the combination of two factors. On the one hand, we now have at our disposal the well established Lambda-CDM model to describe the formation of structures and their interactions with the circum-galactic environment. On the other hand, recent theoretical works now provide a precise description of the amplification of external disturbances and discreteness noise, as well as their effects on a system’s orbital structure over cosmic time. These two complementary developments now allow us to address the pressing question of the respective roles of nature vs. nurture in the establishment of the observed properties of self-gravitating systems. The purpose of the present thesis is to describe such secular dynamics in contexts where self-gravity is deemed important. Two frameworks of diffusion, either external or internal, will be presented in detail, and applied to various astrophysical systems. This thesis will first investigate the secular evolution of discrete razor-thin stellar discs and recover the formation of narrow ridges of resonant orbits in agreement with observations and numerical simulations, thanks to the first implementation of the Balescu-Lenard equation. The spontaneous thickening of stellar discs as a result of Poisson shot noise will also be investigated. Finally, we will illustrate how the same formalisms allow us to describe the dynamics of stars orbiting a central super massive black hole in galactic centres

Les systèmes stellaires, tels que les galaxies et les amas globulaires, sont des systèmes complexes où les étoiles sont liées par le champ gravitationnel qu'elles contribuent à créer collectivement. L'étude de ces systèmes est particulièrement intéressante car la gravité est une force attractive à longue portée qui tend à former des structures inhomogènes sujettes à de forts comportements collectifs (bras spiraux, barres). Au cours des cinq dernières décennies, les simulations numériques ont fourni des informations inestimables sur la formation et l'évolution des galaxies sur des temps cosmiques. En parallèle, les développements de la théorie cinétique offrent un cadre théorique remarquable pour comprendre les résultats statistiques de ces processus d'évolution non linéaires. L'état de l'art actuel de la théorie cinétique des systèmes stellaires isolés est l'équation inhomogène de Balescu-Lenard. Elle décrit l'évolution à long terme d'un système auto-gravitant sous l'effet des interactions résonantes entre fluctuations internes (bruit de Poisson), tout en tenant compte de leur dynamique collective. Ce formalisme est particulièrement important car il capture de manière perturbative le réarrangement non linéaire des orbites. Cette thèse aborde plusieurs questions clés sur l'évolution des systèmes stellaires isolés : Comment les interactions résonantes et les effets collectifs influencent-ils leur évolution à long terme ? Dans quelles conditions ces effets augmentent-ils ou diminuent-ils la diffusion orbitale ? Quelles sont les limites des théories cinétiques actuelles pour prédire l'évolution des systèmes auto-gravitants ? Pour aborder ces questions, je considère deux systèmes : un modèle unidimensionnel imitant le mouvement vertical des étoiles dans un disque galactique et un disque (infiniment) mince décrivant leur mouvement dans le plan. Je reprends la notion de susceptibilité gravitationnelle qui joue un rôle fondamental dans la compréhension de leur évolution. En fonction de leur configuration, qu'ils soient dynamiquement froids (disque mince) ou chauds (unidimensionnel), je montre que les systèmes stellaires réagissent différemment aux perturbations. J'analyse cette susceptibilité en utilisant le formalisme de la matrice de polarisation. Cette méthode générique me permet de sonder la présence de modes instables ou faiblement amortis dans différents disques. Je discute de la difficulté intrinsèque d'analyser les fréquences propres des systèmes stellaires stables ainsi que les comportements spécifiques qu'ils présentent, tels que l'amortissement algébrique de Landau. En confrontant les prédictions théoriques de l'équation de Balescu-Lenard aux simulations numériques, je montre que la théorie cinétique capture quantitativement l'évolution moyenne à long terme des systèmes stellaires. Les effets collectifs jouent cependant un rôle très différent dans les deux systèmes envisagés. Dans le modèle unidimensionnel, ils rigidifient le système contre les perturbations, entraînant une diffusion plus faible. Cette géométrie souffre également d'un quasi-blocage cinétique : le réarrangement orbital est fortement retardé car les résonances dominantes ne transfèrent pas efficacement l'énergie entre les différentes régions. En étudiant des configurations encore plus contraintes pour lesquelles les rencontres à deux corps ne prédisent aucune évolution, je fournis une borne supérieure pour le temps typique de relaxation. Grâce aux effets collectifs, les interactions à trois corps entraînent nécessairement une évolution. A contrario, les modes faiblement amortis amplifient les fluctuations dans les disques froids. Cela pousse le système à évoluer vers un état instable rapidement. À la transition de phase, l'évolution dépend de plus en plus des conditions initiales, une caractéristique qui dépasse la portée actuelle de la théorie cinétique
Stellar systems, such as galaxies and globular clusters, are fascinating yet complex many-body systems in which stars are bound together by their collective gravitational field. The analytical study of these systems is particularly challenging because gravity is a long-range attractive force which tends to form inhomogeneous structures prone to impressive collective behaviours such as spiral arms and bars. In the last five decades, numerical simulations have provided invaluable insights in the formation and evolution of galaxies over cosmic times. As a complementary approach, developments in kinetic theory offer a theoretical framework to understand the statistical outcome of these non-linear evolution processes. The current state-of-the-art kinetic theory of isolated stellar systems is the inhomogeneous Balescu-Lenard equation. It describes the long-term evolution of a self-gravitating system under the effect of resonant interactions between noise-driven fluctuations while accounting for their collective dynamics. Such a formalism is particularly valuable because it captures perturbatively the non-linear reshuffling of orbits. This thesis addresses several key questions on the fate of isolated stellar systems: How do resonant interactions and collective effects influence their long-term evolution? Under what conditions do these effects enhance or dampen orbital diffusion? What are the limitations of current kinetic theories in predicting the evolution of self-gravitating systems? To tackle these questions, I consider side-by-side two different self-gravitating systems: a one-dimensional model mimicking the vertical motion of stars in a galactic disc and a razor-thin disc describing their in-plane motion. At the heart of this investigation is the role of the susceptibility of self-gravitating systems. Depending on their configuration, whether they are centrifugally (razor-thin) or pressure (one-dimensional) supported, I show that stellar systems exhibit different responses to perturbations. I analyse this susceptibility using the polarisation matrix formalism. This generic method allows me to probe the presence of growing modes in unstable discs as well as weakly damped modes in stable ones. I discuss the intrinsic difficulty of analysing the natural frequencies of stable stellar systems as well as the specific behaviours they exhibit such as algebraic Landau damping. Confronting theoretical predictions from the Balescu-Lenard equation to numerical simulations, I show that kinetic theory quantitatively captures the average long-term evolution of stellar systems. Collective effects play a very different role in the two studied systems. On the one hand, they stiffen the one-dimensional system against perturbations, leading to a slower diffusion rate. This geometry also suffers from a quasi-kinetic blocking: orbital reshuffling is delayed because dominant resonances do not efficiently transfer energy between different regions. Studying even more contrived configurations for which two-body encounters predict exactly no evolution, I provide an upper limit for the typical relaxation time. Thanks to collective effects, three-body interactions can always drive a relaxation. On the other hand, weakly damped modes (swing) amplify the fluctuations in cold discs. It ultimately urges the system to evolve towards an unstable state. At phase transition, the pathway increasingly depends on the initial conditions, a feature that lies beyond the reach of current kinetic theory