Pétrologie

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher

La pétrologie (ou « science des roches ») s'intéresse aux mécanismes (physiques, chimiques et biologiques) qui sont à l'origine de la formation et de la transformation des roches. De par sa démarche phénoménologique, la pétrologie se démarque de la pétrographie, discipline qui se préoccupe de décrire les roches (en ce qui a trait aux structures, textures, compositions...) et les relations de ces roches avec leur environnement géologique.

Pétrologie classique[modifier | modifier le code]

La pétrologie est classiquement l'étude des roches par l'observation sur le terrain et au microscope (optique ou électronique) et par l'analyse spectroscopique et chimique des roches elles-même ou de leurs minéraux. Du fait de la nature des phénomènes impliqués, on peut parler non pas d'une mais de trois disciplines pétrologiques :

  • La pétrologie magmatique (parfois aussi dénommée pétrologie « cristalline ») s'intéresse aux roches magmatiques, telles que les basaltes ou les granites. L'histoire de la formation d'une roche magmatique peut être très complexe : elle débute par la genèse d'un magma (schématiquement, un liquide produit de la fusion de roches préexistantes) et se poursuit par la cristallisation progressive de ce magma, étape pendant et après laquelle se déroulent maintes transformations chimiques. Par abus de langage, on restreint souvent l'usage du terme « pétrologie » à la seule pétrologie magmatique.
  • La pétrologie sédimentaire (ou sédimentologie) s'intéresse aux mécanismes présidant à la formation des roches sédimentaires, telles que les calcaires ou les grès.
  • La pétrologie métamorphique se donne pour objectif la compréhension des transformations qui conduisent à la formation de roches métamorphiques, telles que les schistes ou les gneiss. À l'origine simples roches magmatiques ou sédimentaires, ces roches ont connu, lors d'une période d'enfouissement à grande profondeur dans la croûte terrestre, les effets d'une longue exposition à de fortes pressions et à de hautes températures. En vertu de quoi leur textures, leur minéralogie, leur chimie aussi, ont pu connaître de profondes transformations.

Ces trois champs d'étude se distinguent nettement par les outils et méthodes qui s'y prêtent. Divers logiciels de systématisation et de simulation permettent une approche dynamique générale, mais les études de terrain sont variées. Globalement, les trois disciplines s'appuient sur des approches pétrographiques et puisent largement dans les outils, méthodes et concepts proposés par d'autres sciences (aux premiers rangs desquelles la chimie, la chimie organique, la physique, la physico-chimie et l'analyse numérique), et plus particulièrement des géosciences (géochimie, géodésie, géophysique, minéralogie).

Pétrologie expérimentale[modifier | modifier le code]

La pétrologie expérimentale vise à reproduire au laboratoire les conditions de température et de pression que les minéraux, les roches ou leurs précurseurs (magmas, fluides hydrothermaux) ont subies à l'intérieur de la croûte ou du manteau terrestres. L'objectif est d'établir les propriétés d'équilibre des matériaux terrestres (voire extraterrestres) dans ces conditions, ainsi que la nature et la cinétique de leur évolution .

La pétrologie expérimentale emploie des appareils permettant d'atteindre de hautes températures (jusqu'à un maximum de 3 700 °C environ) à pression atmosphérique ou bien haute voire très haute pression (jusqu'à 600 GPa environ, soit six millions d'atmosphères). L'inconvénient est que, plus les conditions à atteindre sont extrêmes, plus la taille des échantillons doit être réduite : quelques cm3 dans les cas les plus favorables, moins d'un mm3 dans les conditions les plus extrêmes. Les appareils employés sont typiquement des autoclaves, des pistons-cylindre (en) ou des cellules à enclumes de diamant. Ce sont les travaux de pétrologie expérimentale, dont le pionnier fut Norman Bowen (1887-1956), qui ont permis d'établir les diagrammes de phases et les tables de données thermodynamiques (en) nécessaires à la compréhension des processus pétrogénétiques (les mécanismes responsables de la formation des roches).

Lien externe[modifier | modifier le code]

Sur les autres projets Wikimedia :