Expo – Minéraux de la Terre

Les Minéraux de la Terre s’exposent au Planétarium de Belfort en sept familles…

Pourquoi cette expo ?
Si l’astronomie a pour but d’observer les astres, sa finalité est très certainement de mieux comprendre la Terre.   La Terre étant constituée de roches et les roches de minéraux…   d’où l’Expo Les Minéraux de la Terre !

Présentation de l’expo
On connait plus de 4500 minéraux sur Terre, parmi lesquels seulement quelques centaines sont courants comme le quartz et l’améthyste ou encore l’azurite et la malachite. Les autres sont rares voire très rares comme la grandidiérite ou l’hibonite.

Une cinquantaine  de minéraux, parmi les plus courants, sont réunis sur cette expo, certains sont  précieux comme l’émeraude et le rubis, d’autres ont des formes surprenantes comme la pyrite ou des couleurs arc-en-ciel comme la labradorite.

Les minéraux sont constitués d’un assemblage d’éléments chimiques simples comme le silicium Si, l’oxygène O2, l’aluminium et le fer Fe.
Les minéraux ont une formule chimique qui leur est propre comme le quartz SiO2 ou la pyrite FeS2.

Une grande collection de minéraux est présentée à Sorbonne Université. Plus près de Belfort une impressionnante collection à Le Syndicat 88120 Vosges.

 

Classement des minéraux
Afin de les différencier et de les reconnaitre, les minéraux sont classés en 7 familles selon leur composition chimique : Les Silicates, Phosphates, Sulfures, Oxydes, Sulfates, Halogénures et Carbonates.

Notons l’existence d’une 8e famille, celle des éléments natifs.

 

Les Silicates
Ce sont des minéraux constitués de dioxyde de silicium SiO2 associée d’autres éléments métalliques.
Exemple : Quartz : SiO2
 
Les silicates sont les principaux constituants des planètes rocheuses du Système solaire : Vénus, la TerreMars et Mercure.
Les météorites rocheuses contiennent principalement des silicates comme la météorite d’Ensisheim   La présence de silicates a également été observée dans l’espace interstellaire !
>>> Voir la Galerie Silicates

 

Les Phosphates
Ce sont des minéraux constitués d’une base PO4 dérivée de l’acide phosphorique H3PO4
Exemple : Turquoise – CuAl6(PO4)  

Les phosphates sont utilisés dans certains engrais, lessives ou encore des additifs alimentaires
>>> Voir la Galerie Phosphates 

 

Les Sulfures
Ce sont des minéraux composés de soufre assemblé à d’autres éléments.
Exemple : Galène PbS

Les sulfures sont très présents dans l’industrie : Le sulfure de plomb PbS est utilisé dans les détecteurs infrarouges. Le sulfure de zinc ZnS est utilisé dans les optiques fonctionnant dans l’infrarouge.
>>> Voir la Galerie Sulfures

 

Les Oxydes
Ce sont des minéraux composés d’oxygène et d’autres éléments, sauf le fluor (qui est un halogène, voir Les Halogénures plus loin sur cette page).
Exemple : Rubis Al2O3

Les oxydes sont utilisés en métallurgie comme minerais pour la production des métaux à l’exception du sodium obtenu à partir du chlorure de sodium NaCl.
>>> Voir la Galerie Oxydes 

 

Les Sulfates
Ce sont des minéraux dérivés de l’acide sulfurique (H2SO4).
Exemple : Célestine SrSO4

Les sulfates de cuivre ou de zinc sont utilisés en agriculture dans les engraisfongicides et bactéricides. Le gypse ou sulfate de calcium est utilisé pour la fabrication du plâtre
>>> Voir la Galerie Sulfates 

 

Les Halogénures
Ce sont des minéraux composés d’un élément halogène que sont : le fluor F, le chlore Cl, le brome Br, l’iode I.
Exemple : Sel de cuisine Na Cl

Les halogénures sont utilisés dans les lampes halogène mais aussi en optique pour traiter le verre des lentilles de lunettes astronomiques. 
>>> Voir la Galerie Halogénures 

 

Les Carbonates
Ce sont des minéraux dérivés de l’acide carbonique (H2CO3).
Exemple : Calcite CaCO3

Les carbonates sont très abondants à la surface de la Terre avec le carbonate de calcium – calcaire – qui est l’un des principaux constituants de la croûte terrestre fabriquée à partir des coquilles des nombreux organismes marins.
>>> Voir la Galerie Carbonates 

 

Les Éléments natifs 
Ce sont des éléments chimiques simples rencontrés dans la nature, ils sont peu nombreux : l’or Au, l’argent Ag, le cuivre Cu, le carbone C, et le soufre S.
Voir la Galerie Éléments natifs
D’autres éléments chimiques simples ne se rencontrent pas dans la nature (sauf sous forme de traces) et sont élaborés à partir de minerais comme pour le fer Fe et l’aluminium Al

Un élément chimique simple est constitué d’un seul type d’atomes, nous en connaissons 118, ils sont  classés selon leur numéro atomique à partir des travaux du chimiste russe Dimitri Mendeleïev – >>> Voir  tableau périodique interactif des éléments chimiques simples.

Parmi ces 118 éléments éléments chimiques simples :
Les 83 premiers éléments, de l’hydrogène H au Bismuth Bi, sauf le 43e Tc et le 57e La,  sont stables.
Les 37 autres sont radioactifs !

Les 92 premiers éléments, de l’hydrogène H au plomb Pb, sont naturels.
Les 26 autres, du Neptunium Np à l’oganesson Og, sont artificiels 

Remarquons que seuls trois atomes de l’élément 118 ont été détectés à ce jour, et ce de façon indirecte à travers les produits de leur chaîne de désintégration.

Les éléments chimiques simples peuvent se combiner entre eux au cours de réactions chimiques artificielles pour former d’innombrables composés chimiques, mais aussi au cours de réactions chimiques naturelles pour former les 4500 minéraux connus sur Terre.

Ainsi, l’eau résulte de la combinaison d’oxygène et d’hydrogène en molécules de formule chimique H2O.

Depuis les travaux de Lavoisier (1777), les scientifiques savent qu’une réaction chimique se fait sans perte de masse, d’où le célèbre postulat « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme »…