Lettre de Kasuku  N°21

Les atomes qui constituent l’écorce terrestre

L’abondance des éléments chimiques dépend du milieu qu’on observe. Dans l’espace intersidéral et à l’intérieur des étoiles ce sont l’hydrogène et l’hélium qui règnent en maitre. Le noyau de notre planète semble constitué principalement de fer et de nickel. Mais dans la croûte continentale, soit dans les trente kilomètres environ qui se trouvent sous nos pieds, une dizaine d'éléments constituent à eux seuls 99.3 % des tout ceux que nous connaissons à travers le tableau périodique. Ce sont eux qui, par leurs diverses combinaisons, constituent les minéraux des roches. 

Le tiercé gagnant

Trois familles d'atomes constituent à elles seules 87 % de la croûte terrestre. C'est en premier lieu les soeurs Oxygène qui, en nombre d'atomes dominent tous les autres. Elles représentent 62% de la population !  Dans une représentation imagée, c'est une grosse dame (que les chimistes nomment anion) qui, avec ses deux bras, cherche à tous prix de s'unir avec des petit messieurs (les cations) pour former des minéraux. 

En deuxième position vient Mr. Silicium, un petit monsieur (un cation pour les chimistes) dont les quatre bras servent à établir des liaisons très fortes avec les dames Oxygène. l

En troisième place on trouve encore Mr. Aluminium dont les trois bras permettent aussi de solides liaisons avec Mmes Oxygène. Ces trois atomes se partagent à aux seuls 87 % de la croûte terrestre, toujours en nombre d'atomes.

Le tiercé gagnant

Ces trois familles constituent à elles seules 87% de tous les atomes de la croûte terrestre.

 L'oxygène est partout

Nous pensons que l'oxygène est le gaz qui constitue une petite partie de l'atmosphère mais, en réalité, ces dames oxygène cherchent par tous les moyens à s'unir avec des messieurs (les cations) pour constituer, telles que les briques du lego, les briques élémentaires qui serviront à construire la plupart des constituants chimiques. Ainsi l’oxygène constitue les deux tiers des atomes du quartz, le tiers des atomes des océans et le 60% des atomes des montagnes calcaires.

Dans l’atmosphère les soeurs Oxygène se promènent toujours deux par deux, formant une molécule qu’on nomme dioxygène. Beaucoup plus rarement, elles se regroupent trois par trois, c’est l’ozone.

Avec un atome de carbone Mlle Oxygène forme une union incomplète, le dangereux couple CO qui peut vous asphyxier si vous ne vous en méfiez pas, ou le trio CO2 qui préoccupe actuellement  beaucoup les écologistes.

 Avec deux atomes d’hydrogène, on obtient une molécule d’eau. Les deux atomes d’hydrogènes sont collés asymétriquement contre l’atome d’oxygène. Cette caractéristique fait que dans un champs magnétique oscillant extrêmement rapidement, les molécules d’eau se mettent à osciller et donc s’échauffent. C’est ce qui se produit dans un four à micro-ondes.

Avec d'autres atomes

Avec le silicium, l'oxygène forme une brique extrêmement solide constituée d’une tout petit silicium enfermé par 4 atomes d’oxygène. C'est ce que les minéralogistes appellent le tétraèdre SiO4. De même, avec le carbone, il constitue la brique CO3 qui caractérise la classe des carbonates.

Le tétraèdre SiO4 est la brique élémentaire qui sert de base à l'élaboration de la structure de tous les silicates

Triangle CO3 brique élémentaire qui constitue la base de la classe des carbonates.

Les autres constituants de la croûte terrestre

Après l’oxygène, le silicium et l’aluminium, par ordre d'abondance décroissante, on trouve l'hydrogène, le sodium, le calcium, le fer, le magnésium, le potassium et le titane. Ces dix éléments représentent le 99.3% de tous les atomes de la croûte terrestre. 

Les 82 autres éléments se partagent très inégalement le 0.7% restant. Certains sont rares voire extrêmement rares. Le carbone qui nous paraît si abondant dans notre environnement ne représente que 0.001 % de la croûte terrestre. Le cuivre qui nous est si familier n'est présent qu'à raison de 0.0001% et le plomb que pour 0.000014 %. 

D'où l'intérêt d'avoir de bons géologues qui sauront découvrir où se trouvent les concentrations de minerai suffisantes pour l'exploitation des matériaux dont nous avons besoin.

Pour en savoir plus : https://kasuku.ch/le-monde-des-atomes/