Comment se forment les cristaux ?

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Comment se forment les cristaux ?– Alyssa Marie, 5 ans, Nouveau-Mexique

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Scientifiquement parlant, le terme « cristal » désigne tout solide possédant une structure chimique ordonnée.Cela signifie que ses parties sont disposées selon un motif ordonné avec précision, comme des briques dans un mur.Les « briques » peuvent être des cubes ou des formes plus complexes.

Je suis un scientifique de la Terre et un enseignant, je passe donc beaucoup de temps à réfléchir aux minéraux.Ce sont des substances solides qui se trouvent naturellement dans le sol et ne peut pas être décomposé en différents matériaux autres que leurs atomes constitutifs.Les roches sont des mélanges de différents minéraux. Tous les minéraux sont des cristaux, mais tous les cristaux ne sont pas des minéraux.

La plupart des magasins de roches vendent des cristaux minéraux présents dans la nature.L'un est la pyrite, connue sous le nom d’or des fous parce qu'il ressemble à du vrai or.Certains magasins proposent également des cristaux voyants fabriqués par l'homme, tels que bismuth, un élément naturel qui forme des cristaux lorsqu'il est fondu et refroidi.

Pourquoi et comment se forment les cristaux

Les cristaux se développent lorsque des molécules semblables se rapprochent les unes des autres et se collent les unes aux autres, formant des liaisons chimiques qui agissent comme du Velcro entre les atomes.Les cristaux minéraux ne peuvent pas commencer à se former spontanément – ​​ils ont besoin de conditions spéciales et d'un site de nucléation grandir.Un site de nucléation peut être un bord rugueux d'une roche ou un grain de poussière sur lequel une molécule se heurte et s'y colle, déclenchant la réaction en chaîne de cristallisation.

À la surface de la Terre ou à proximité, de nombreuses molécules sont dissoutes dans l’eau qui coule à travers ou sur le sol.S’il y a suffisamment de molécules semblables dans l’eau, elles se sépareront de l’eau sous forme de solides – un processus appelé précipitation.S’ils ont un site de nucléation, ils s’y colleront et commenceront à former des cristaux.

Le sel gemme, qui est en fait un minéral appelé halite, grandit de cette façon.Il en va de même un autre minéral appelé travertin, qui forme parfois des corniches plates dans les grottes et autour des sources chaudes, où l'eau provoque des réactions chimiques entre la roche et l'air.

Vous pouvez faire "stalactites de sel» à la maison en faisant pousser des cristaux de sel sur une ficelle.Dans cette expérience, la corde est le site de nucléation.Lorsque vous dissolvez les sels d'Epsom dans l'eau et que vous y plongez une ficelle, puis que vous la laissez pendant plusieurs jours, l'eau s'évapore lentement et laisse les sels d'Epsom derrière elle.Lorsque cela se produit, des cristaux de sel précipitent hors de l’eau et se développent sur la corde.

De nombreux endroits de la croûte terrestre sont suffisamment chauds pour des roches qui fondent en magma.À mesure que ce magma refroidit, des cristaux minéraux se développent, tout comme l’eau qui gèle en glaçons.Ces cristaux minéraux se forment à des températures beaucoup plus élevées que le sel ou le travertin précipité hors de l’eau.

Ce que les cristaux peuvent dire aux scientifiques

Les géoscientifiques peuvent apprendre beaucoup de choses à partir des différents types de cristaux.Par exemple, la présence de certains cristaux minéraux dans les roches peut révéler l’âge des roches.Cette méthode de datation est appelée géochronologie – littéralement, mesurer l’âge des matériaux de la Terre.

L'un des cristaux minéraux les plus appréciés des géochronologues est zircon, qui est si durable qu'il résiste littéralement à l'épreuve du temps.Le les plus anciens zircons jamais trouvés viennent d’Australie et ont environ 4,3 milliards d’années – presque autant vieux comme notre planète elle-même.Les scientifiques utilisent les changements chimiques enregistrés dans les zircons au cours de leur croissance comme une « horloge » fiable pour déterminer quel âge ont les roches qui les contiennent.

Certains cristaux, dont les zircons, possèdent des anneaux de croissance, comme le anneaux d'un arbre, qui se forment lorsque des couches de molécules s’accumulent à mesure que le minéral se développe.Ces anneaux peuvent indiquer aux scientifiques toutes sortes de choses sur l'environnement dans lequel ils ont grandi.Par exemple, les changements de pression, de température et de composition du magma peuvent tous entraîner la formation d’anneaux de croissance.

Parfois, les cristaux minéraux se développent lorsque la pression et les températures élevées dans la croûte terrestre font passer les roches d'un type à un autre dans un processus appelé métamorphisme.Ce processus amène les éléments et les liaisons chimiques de la roche à se réorganiser en de nouvelles structures cristallines.De nombreux cristaux spectaculaires poussent de cette manière, notamment grenat, cyanite et staurolite.

Des formes étonnantes

Lorsqu’un minéral précipite à partir de l’eau ou cristallise à partir du magma, plus il a d’espace pour croître, plus il peut devenir gros.Il y a un grotte au Mexique pleine de cristaux de gypse géants, dont certains mesurent 12 mètres de long – la taille d’un poteau téléphonique.

Les cristaux minéraux particulièrement voyants sont également précieux comme pierres précieuses pour les bijoux une fois découpés dans de nouvelles formes et polis.Le prix le plus élevé jamais payé pour une pierre précieuse était de 71,2 millions de dollars. Diamant étoile rose CTF, qui a été mis aux enchères en 2017 et vendu en moins de cinq minutes.

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