Geokémia
A geokémiai módszerek alkalmazását és fogalmait kémia , hogy a tanulmány a Föld és általánosságban a bolygók . Bizonyos mértékben a minták kémiai vizsgálatokhoz hozzáférhetők (különösen a meteoritok vizsgálatával ), vagy a kémiai elemek jelenlétét közvetett módszerekkel határozzák meg, amely lehetővé teszi, hogy ez a tudományos diszciplína tanulmányozza ezen elemek relatív bőségét és abszolútumát , eloszlását és vándorlásuk a bolygó differenciálódása során . Ezek a tanulmányok végül lehetővé teszikhogy az anyag bolygónkénti viselkedésének általános törvényszerűségeit keresse, amelyek összekapcsolják ezt a tudományterületet a kozmokémiával, amennyiben érdekli a bolygó és a bolygó intraplanetáris képződési folyamata. A Földdel kapcsolatban ennek a tudományágnak az a célja, hogy megismerje azokat a ciklusokat, amelyeken keresztül a legtöbb kémiai elem váltakozva zajlik a felszínen és mélységben a bolygón belül. Az üledékkel kapcsolatban a geokémia tanulmányozza azokat a kémiai jelenségeket, amelyek a víz-üledék határfelületétől az üledék mélységéig zajlanak le.
Történelmi elemek
Orosz Mihail Lomonoszov a hagyományos értelemben vett az apa ennek tudományág (a) , a tudós tanulmányozza az ásványi lerakódások a XVIII th században. Egy évszázaddal később olyan vegyészek és ásványtanok, mint Martin Heinrich Klaproth , Lavoisier , Berthollet vagy Fourcroy , a geológia és a geokémia alá tartozó szervetlen kémia alapjait fektetik le .
A "geokémia" kifejezés feltalálását Christian Schönbein német kémikusnak tulajdonítják 1838-ban. Azonban csaknem egy évszázadon keresztül a tudományágra a leggyakrabban a "kémiai geológia" kifejezés használatos, és a geológusok között alig van kapcsolat és vegyészek.
Az orosz Vladimir Vernadsky és német-norvég kollégái, Victor Moritz Goldschmidt és az amerikai Frank Wigglesworth Clarke az 1920-as évek modern geokémiájának megalapítói .
Először a kémia kiterjedésével a felszíni ásványtan útján, a geokémia a második világháború után , az izotóp geológia (abszolút geokronológia) kifejlődésének idején önálló tudományág státuszt szerzett . Transzdiszciplináris megközelítésével a geokémia jó példa több különálló célkitűzésű terület egyesülésére, mint például a fizika , a biológia , a paleontológia (szintén multidiszciplináris tudományág) stb.
Alkalmazási területek
Alkalmazási szempontból a geokémia céljai többek között:
- meghatározzuk a különféle földi burkok összetételét, evolúciójukat a légkör felső rétegeitől a magig ;
- az anyag és az energia Földön belüli átvitelének számszerűsítése ; a különböző burkolatok vagy tározók közötti kölcsönhatások azonosítása és számszerűsítése ;
- azonosítása és jellemzése kémiai, mechanikai, ásványtani vagy egyéb eljárások, amelyek módosítják a kémiai készítmények geomaterials, ami azok differenciálódását ;
- a Földet érintő kőzetek és események korának meghatározása geokronológia segítségével ;
- a múlt környezeti viszonyainak tanulmányozása ( paleo környezetek ).
Elméleti és alkalmazott következményeiben a geokémia magában foglalja mind az endogén, mind az exogén folyamatokat , szerves vagy szervetlen anyagokon . Így a geokémiai módszerek alkalmazása az élőlények vizsgálatára biogeokémiát eredményezett . A két legnagyobb terület azonban továbbra is a geokronológia , és a "forró" (mélységben) vagy "hideg" (a felszínen) kőzetek, a Föld vagy más bolygórendszerek vizsgálata.
Fő elvek
A figyelembe vett anyagtípusok és / vagy geológiai egységek esetében a különféle kémiai elemek mérései és tanulmányai, valamint az általuk rendelkezésre bocsátott információk szorosan kapcsolódnak relatív bőségükhöz, amelyet az anyag kémiai összetételének neveznek.
- A legelterjedtebb elemekre, amelyek általában az anyag 95-99% -át teszik ki, a tanulmány sajátos összefüggésében fő elemként hivatkozunk . Ezt a vizsgálatot ezután leggyakrabban az ásványtan határfelületén hajtják végre , mivel ezen elemek hajlamosak többé-kevésbé meghatározott fázisokba , az ásványokba szerveződni .
- A kevésbé bőséges, százalékos nagyságrendű kémiai elemek, amelyek a kontextus szempontjából mindig kisebb elemeknek nevezhetők, a fizikai-kémiai feltételektől függően fázisokat képeznek, kiegészítő ásványok formájában.
- Végül a többi kémiai elemek, jelen nagyon kicsi ahhoz, kis mennyiségben, azt mondják, hogy a nyom vagy más néven nyom elemeket . Viselkedésüket a differenciálódási folyamatok során leggyakrabban az egyensúly termokémiai elméletének híg közegben történő alkalmazásával magyarázzák , amely magában foglalja ezen elemek megosztásának fogalmát a tömeges cselekvés törvényének hatása alatt .
- Nagyjából a XX . Század első harmada óta a tömegspektrometria fejlődése lehetővé tette a kémiai mérések kiterjesztését a mérési izotópra . Ez a szempont, nem szigorúan véve „kémiai”, a geokémiában azonban teljesen megértett és beépített, még akkor is, ha az elemi geokémia mellett ( néha a kémiai elemek geokémiájának értelmében ) néha az izotóp geokémia kifejezés alatt is meghatározzák . Gyakorlati szinten az izotóparányoknak kétféle változata van , a stabil és a radioaktív vagy radiogén izotópok között :
- Ugyanazon kémiai elem két stabil izotópja két fázis között oszlik meg, a kvantumhatások miatt, mindaddig, amíg a hőmérséklet nem túl magas (a frakcionálás kifejezés azt jelenti, hogy bőségarányuk nem azonos a két fázis között). Az egyik leghírhedtebb alkalmazás az oxigén-paleotermométer a Föld légkörének átlagos hőmérsékletének az elmúlt négyszázezer évben
bekövetkezett változásainak megfejtésére .
- A radioaktivitás egy szülő radioaktív izotóp transzmutációja egy fiúban, az említett radiogén. A radioaktív bomlás törvényének egyszerűsége és megfoghatatlansága a geokronológia , az abszolút datálás tudományának alapja .
Bár ezeket az elméleti elveket gyakran egy termodinamikai egyensúlyi hipotézisből veszik át, az ásványi metastabilitások jelentősége a hosszú geológiai időszakokkal szembesülve lehetővé teszi a kémiai diffúziós folyamatoknak, hogy néha szerepet játszanak az anyagok kinetikai evolúciójában, a geokémiát egyedülálló területté teszik a hagyományos termokémia.
Az elemzés módszerei
A kőzetek, ásványi anyagok és egyéb geométerek elemzése sokféle fizikai-kémiai elemzést tartalmaz. Íme néhány:
Lásd is
Bibliográfia
-
(en) Frank Wigglesworth Clarke , A geokémia adatai , az Egyesült Államok Geológiai Felmérésének Közleményei 330. szám (1908), 491. szám (1911), 616. szám (1916), 695. szám (1920), 770. szám (1924) )
- Alexandre Fersman , Rekreációs geokémia , Idegen nyelvű kiadások,1958, 437 p.
- Albert Jambon, Alain Thomas, geokémia. Geodinamika és ciklusok , Dunod,2009, 416 p. ( online olvasás )
Kapcsolódó cikkek
Megjegyzések és hivatkozások
-
René Taton , Általános tudománytörténet , Presses Universitaires de France,1957, P. 360
-
(in) Helge Kragh, "A geokémiai a cosmochemistry: Az eredete tudományos diszciplína, 1915-1955" a Carsten Reinhardt, kémiai tudomány a 20. században: áthidalja a határokat , John Wiley & Sons,2008( online olvasható ) , p. 160–192
-
Gennadi Aksenov, Vernadsky. Franciaország és Európa , Maison des Sciences de l'Homme d'Aquitaine,2019( online olvasható ) , p. 195
-
Lásd: A geokémia történetéhez René Létolle (1996)
-
Az ezt követő viták a globális felmelegedés nem rontják le az érdeme menedzser Claude Allègre ezen korábbi időszakra pályafutását. Lásd erről a témáról: [1] Nemzeti intézet létrehozása a CNRS-en belül, az INAG Gérard Darmon részéről.
-
Amikor Claude Allègre volt az IPGP igazgatója , ez a testület az Országos Csillagászati és Geofizikai Intézet (INAG) egyik fő alkotóeleme volt, amely maga is a CNRS-hez kapcsolódott (az INAG 1967-től létezett, és 1985- ben lett INSU ).