Les scientifiques déchiffrent les origines uniques des minéraux de la Terre grâce à des recherches au sol

Les scientifiques ont révélé les origines mystérieuses des minéraux de la Terre et détaillé leur formation diversifiée sur des milliards d’années, trouvant des preuves du rôle de l’eau et des éléments rares dans leur formation, ainsi que 297 qui sont antérieurs à la naissance de notre planète.

La nature a créé 40 % des 5 659 espèces minérales reconnues sur Terre et, dans certains cas, a utilisé plus de 15 recettes uniques pour créer leur structure cristalline et leur composition chimique.

Les chercheurs ont découvert que l’eau jouait un rôle dominant dans la formation de plus de 80 % des minéraux et que 41 éléments de terres rares, dont l’arsenic, le cadmium, l’or, le mercure, l’argent, le titane, le zinc, l’uranium et le tungstène, étaient présents. dans environ 2 400 minéraux de la planète.

Au cours des 4,5 milliards d’années écoulées, la nature a utilisé 21 façons différentes pour créer la pyrite, également connue sous le nom d’or des fous, championne du monde des minéraux d’origines diverses.

“Ce travail change fondamentalement notre vision de la diversité minérale de la planète”, déclare le Dr Robert Hazen, co-auteur de l’étude et employé du Earth and Planetary Laboratory de la Carnegie Institution for Science à Washington. position.

Neuf des 5 659 espèces minérales reconnues étudiées par les scientifiques ont été formées par au moins 15 processus physiques, chimiques et/ou biologiques différents, allant de la formation quasi instantanée par la foudre ou des impacts de météores à des changements causés par des interactions eau-roche ou des changements sur des centaines de millions d’années à hautes pressions et températures.

Les scientifiques ont découvert que la pyrite, connue sous le nom d’or des fous, s’est formée de 21 manières différentes, ce qui en fait un champion d’origines diverses.

La pyrite peut se former à des températures élevées et basses, avec de l’eau et de l’air, avec l’aide de microbes, et aussi dans des environnements difficiles où la vie n’a aucun rôle.

En revanche, les diamants se sont formés d’au moins neuf façons, y compris la condensation dans les atmosphères de refroidissement des vieilles étoiles, lors d’impacts de météorites et sous une pression chaude et extrêmement élevée au plus profond de la Terre.

“Les minéraux peuvent être essentiels pour reconstruire toute la ‘vie passée’ et prédire la ‘vie future’ de la Terre”, déclare le scientifique. L’image ci-dessus montre un excellent exemple d’un biominéral de l’Alberta, au Canada – l’intersection des minéraux et de la vie

“Le travail remarquable de Hazen et Morrison offre un moyen potentiel de prédire les minéraux potentiels à découvrir dans la nature”, explique Anhuai Lu, président de l’Association de minéralogie et professeur à l’École des sciences de la Terre et de l’espace de l’Université de Pékin à Pékin, en Chine.

“Les minéraux peuvent être essentiels pour reconstruire toute la” vie passée “et prédire la” vie future “de la Terre, et comprendre l’évolution des minéraux” nous offre une nouvelle façon d’explorer l’espace lointain et de rechercher une vie extraterrestre et habitable. planètes dans le futur.

Selon le résumé de l’article, la chronologie de la formation minérale sur Terre suggère que la majeure partie de cette diversité s’est produite au cours des 250 premiers millions d’années de la planète.

Sur la photo ci-dessus : le béryl, le minéral le plus courant contenant l'élément béryllium, se décline en de nombreuses belles couleurs, telles que l'émeraude - son nom commun

Sur la photo ci-dessus : le béryl, le minéral le plus courant contenant l’élément béryllium, se décline en de nombreuses belles couleurs, telles que l’émeraude – son nom commun

Cela a des implications importantes pour déterminer si nous sommes vraiment seuls dans l’univers.

“Si la vie est rare dans l’Univers, cette vision d’une Terre primitive diversifiée sur le plan minéralogique fournit des voies réactives beaucoup plus plausibles sur des échelles de temps plus longues que les modèles précédents”, écrivent les auteurs.

“Cependant, si la vie est un impératif cosmique qui surgit sur n’importe quel monde riche en minéraux et en eau, ces découvertes soutiennent l’hypothèse que la vie sur Terre a évolué rapidement au cours des premières étapes de l’évolution planétaire.”

Il y a environ 4,45 milliards d'années, lorsque l'eau est apparue pour la première fois sur Terre, les premières interactions eau-roche pourraient avoir produit jusqu'à 350 minéraux dans des environnements marins et terrestres proches de la surface, selon les chercheurs.  L'image ci-dessus est la Terre.

Il y a environ 4,45 milliards d’années, lorsque l’eau est apparue pour la première fois sur Terre, les premières interactions eau-roche pourraient avoir produit jusqu’à 350 minéraux dans des environnements marins et terrestres proches de la surface, selon les chercheurs. L’image ci-dessus est la Terre.

Lorsqu’ils ont pris en compte la formation minérale, les chercheurs ont trouvé un total de plus de 10 500 “espèces minérales” – un terme nouvellement inventé – environ 75% de plus que les 6 000 espèces minérales officiellement reconnues par l’Association minéralogique internationale.

“Quels environnements de formation de minéraux sont présents sur la Lune, Mars et d’autres mondes terrestres ?” demandent les auteurs.

« Si Mars avait (ou a encore) un cycle hydrologique, à quelles manifestations minéralogiques pourrions-nous nous attendre ?

“En revanche, si la Lune est vraiment sèche, quels processus paragénétiques sont exclus ?”

La paragénétique fait simplement référence à un ensemble de minéraux formés ensemble.

“Le contraste frappant entre la forte abondance minérale de la Terre et la relative parcimonie minéralogique de la Lune et de Mercure, ainsi que la modeste diversité trouvée sur Mars, est dû aux différents effets de l’eau”, expliquent les auteurs. Sur la photo, une image de Mars publiée par la China National Space Administration

“Et les corps extraterrestres présentent-ils des processus paragénétiques inconnus sur Terre, comme le cryovolcanisme sur Titan ?”

“Hazen et ses collègues ont changé la façon dont nous traitons les minéraux. En plus de la composition chimique et des propriétés physiques, Hazen met l’accent sur les conditions et le contexte de leur formation, et une nouvelle façon de voir les minéraux émerge”, explique le professeur Patrick Cordier de l’Institut Universitaire. de France.

“Les minéraux deviennent des témoins, des marqueurs de la longue histoire de la matière, prenant forme dans les explosions de supernova, s’accumulant dans les systèmes planétaires lors de leur formation, et accompagnant même l’origine et le développement de la vie sur une planète comme la Terre.

« La plupart des scientifiques produisent des données, certains ont la chance de faire des découvertes, rares sont ceux qui changent notre vision du monde. Hazen en fait partie.

Leurs travaux ont été publiés le 1er juillet dans la revue American Mineralogist.

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