géochimie.. geologie

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géochimie, application des principes et des techniques de la chimie aux études géologiques, dans le but de comprendre comment les éléments chimiques sont distribués dans la croûte, le manteau et le noyau de la Terre.

La différenciation chimique de la croûte terrestre pendant plusieurs milliards d’années a créé de vastes zones de roches riches en silice, les continents, qui flottent sur les roches riches en fer et en magnésium des bassins océaniques. Voir aussi silicium.

La géochimie, en mettant l’accent sur la composition chimique des matériaux terrestres, recouvre plusieurs branches des sciences de la terre, notamment la minéralogie, la pétrologie et l’étude des dépôts minéraux. Au début du XXe siècle, les Scandinaves V.M. Goldschmidt et P. Eskola établirent les principes des modifications chimiques que subissent les roches métamorphiques. En 1921, Goldschmidt imagina la classification géochimique moderne des éléments en se fondant sur de nouvelles techniques, comme la diffraction des rayons X. Publié entre 1925 et 1940, dans le huitième volume des Geochemical Laws of the Distribution of Elements, (« Les lois géochimiques de la distribution des éléments »), son travail a jeté les bases scientifiques de la chimie des cristaux. Depuis les trente dernières années, la géochimie a pris part aux problèmes de l’environnement.



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Géochimie de l’environnement

Parmi les différentes branches des sciences de la terre, la géochimie de l’environnement occupe une place particulière du fait de son intérêt pour les problèmes de santé publique liés à l’environnement. Les oligo-éléments, présents généralement en petites quantités dans les roches, le sol et l’eau, ont une influence déterminante sur la santé. Certains régulent, pour ceux qui sont utiles, l’activité enzymatique et hormonale et sont de ce fait indispensables à la croissance et au métabolisme. Le calcium, le magnésium, le fer, le manganèse, le cobalt, le cuivre, le zinc et le molybdène sont tous indispensables à l’être humain. D’autres oligo-éléments, comme le mercure, sont toxiques et certains, comme le sélénium et le fluor, sont utiles en petites quantités et toxiques en quantités supérieures. Le sélénium a tendance à être accumulé par certaines plantes, comme l’astragale, et empoisonne les organismes vivants qui s’en nourrissent.

La connaissance du type de roches sous le sol d’une surface donnée est une aide pour déterminer la nature des oligo-éléments présents dans l’eau et dans la végétation de cette zone. Les analyses géochimiques du sol, de l’eau et des plantes indiquent comment les oligo-éléments y sont répartis. Ces données peuvent avoir des implications importantes sur la santé ; par exemple, des corrélations entre la répartition des oligo-éléments et l’apparition de maladies cardio-vasculaires. Voir aussi sol ; pollution de l'eau.

Les études géochimiques fournissent des données permettant d’estimer les risques pour la santé, risques dus à la présence d’éléments toxiques et de minéraux cancérogènes. Le sélénium est particulièrement nocif pour la faune sauvage dans les zones très irriguées et la présence de radon dans le sol est devenue une grande préoccupation pour la santé, car il augmente le risque de cancer du poumon.




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Géochimie des gisements
Des formes rudimentaires de prospection géochimique de dépôts de minerais ont été pratiquées depuis le VIIIe et le IXe siècle, comme le scientifique germanique Georgius Agricola l’a décrit dans son ouvrage De Re Metallica (1556). Les méthodes modernes d’exploration géochimique commencent par un échantillonnage méthodique du sol, des roches, de la végétation et de l’eau. Les résultats de l’analyse des échantillons sont interprétés actuellement à l’aide de programmes informatiques spécifiques. La recherche de dépôts minéraux métalliques est principalement limitée aux métaux précieux, la prospection concernant principalement l’or et les métaux appartenant au groupe du platine.