Geochimie

La géochimie applique les outils et concepts de la chimie à l'étude de la Terre et, dans une certaine mesure, au-delà. En ce qui concerne la Terre, cette discipline a pour objectif la connaissance des cycles par lesquels la plupart des éléments chimiques sont conduit alternativement en surface et en profondeur au sein de la Terre. Liée à la cosmochimie, elle s'intéresse aux processus de formation planétaires et intraplanétaires.

D'un point de vue applicatif, les buts de la géochimie sont, entre autres :

• la détermination de la composition des différentes enveloppes terrestres et de leur évolution, des hautes couches de l'atmosphère à la graine ;
• la quantification des transferts de matière et d'énergie au sein de la Terre ; la quantification des interactions entre ses différentes enveloppes ;
• la détermination de l'âge des roches et des événements ayant affecté la Terre, par le biais de la géochronologie ;
• l'étude des conditions environnementales passées (paléoenvironnements).

Dans ses ramifications théoriques et appliquées, la géochimie couvre aussi bien des processus endogènes qu'exogènes, sur du matériel organique ou non organique. Ainsi, l'application des méthodes de la géochimie à l'étude des êtres vivants a donné naissance à la biogéochimie. Les deux plus grands domaines restent toutefois la géochronologie et l'étude des roches « chaudes » (en profondeur) ou « froides » (en surface), sur Terre ou dans les autres systèmes planétaires.

Éléments historiques

L'invention du terme de « géochimie » est attribuée à Schönbein. D'abord extension de la chimie à travers la minéralogie superficielle, la géochimie a acquis un statut de discipline à part entière après la Seconde Guerre mondiale, au moment du développement de la géologie isotopique (géochronologie absolue). Par son approche transdisciplinaire, la géochimie est un bon exemple de fusion entre plusieurs domaines aux objectifs distincts, comme la physique, la biologie, la paléontologie (discipline également multidisciplinaire), etc.

Méthodes d'analyse

La reconnaissance des roches fait appel à trois types d'analyses :

• la micrographie : préparation d'une lame mince de roche et observation au microscope optique, notamment à la lumière polarisée ;
• l'analyse chimique élémentaire : déterminer la composition en éléments d'une roche (concentration massique des différents éléments, en général traduite sous forme d'oxydes pour les éléments majeurs) ; initialement faite avec des réactions chimiques (dosages) élément par élément, ces analyses sont maintenant faites avec des méthodes physiques globales donnant la concentration en tous les éléments comme la spectrométrie de masse à source plasma ou la spectrométrie de fluorescence X ;
• l'analyse de phase par diffraction de rayons X : on a accès à la structure cristalline des composants, et l'on peut donc déterminer la nature des phases, par exemple reconnaître les différentes formes de cristallisation de la silice ou bien savoir si le calcium est présent sous forme de CaO ou de CaCO₃.

Voir aussi

• Géologie isotopique :
  • Paléoclimatologie
  • Paléoenvironnement
  • Radiochronologie
• Disciplines :
  • Cosmochimie
  • Géologie
  • Minéralogie
• Scientifiques :
  • Victor Goldschmidt, co-fondateur avec Vladimir Vernadsky de la géochimie moderne et de la cristallographie.

• Portail des sciences de la Terre et de l’Univers
• Portail de la chimie
• Portail de l’astronomie