GÉOCHIMIE

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Médias de l’article

Affinité des éléments chimiques pour les enveloppes terrestres et classification de Goldschmidt

Affinité des éléments chimiques pour les enveloppes terrestres et classification de Goldschmidt
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Systèmes isotopiques utilisés en datation radiochronologique

Systèmes isotopiques utilisés en datation radiochronologique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Variation des isotopes de l'oxygène avec la température atmosphérique

Variation des isotopes de l'oxygène avec la température atmosphérique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Spectromètre de masse utilisé en géochime

Spectromètre de masse utilisé en géochime
Crédits : M.-L. Pons

photographie


Composition chimique de la Terre

Un premier objectif de la géochimie est de déterminer la composition chimique élémentaire de la Terre et de ses grandes enveloppes, externes (hydrosphère, atmosphère, biosphère) et notamment internes (croûtes, manteau, noyau) [fig. 1]. La composition des enveloppes externes fluides et biologiques ne sera pas détaillée ici ; l'approche se limitera à la Terre solide.

Les croûtes

L'écorce terrestre est majoritairement constituée de roches silicatées (c'est-à-dire comportant du silicium et de l'oxygène) qui définissent deux types de croûte. La croûte océanique est principalement composée de basaltes et de gabbros, riches en fer et en magnésium. Cet assemblage chimique est dit « basique », avec des teneurs en silice (SiO2) inférieures à 52 p. 100. La croûte continentale est, elle, essentiellement constituée de granites et de leurs équivalents métamorphiques, les gneiss. Elle présente une composition plus « acide », c'est-à-dire plus riche en silice et en alumine. À l'exception des carbonates d'origine biochimique, les sédiments que l'on retrouve sur les deux types de croûte s'apparentent chimiquement à la croûte continentale dont ils proviennent.

Le manteau

Le manteau terrestre est constitué de péridotite, une roche composée en majorité d'olivine, un silicate ferromagnésien, et d'autres minéraux riches en fer (Fe) et en magnésium (Mg), notamment des pyroxènes. Cette roche appartient au domaine des assemblages ultrabasiques (SiO2 < 45 p. 100). L'agencement cristallographique de la péridotite varie en fonction des conditions de température et pression (et donc de la profondeur), toutefois la chimie globale du manteau demeure, au premier ordre, constante.

Le noyau

Le noyau terrestre externe, liquide, est composé principalement d'un alliage de fer (de 80 à 85 p. 100 environ) et de nickel (de 5 à 10 [...]

1 2 3 4 5

pour nos abonnés,
l’article se compose de 4 pages




Écrit par :

  • : chercheuse au laboratoire de géologie de Lyon Terre, planètes, environnement, géochimie, agrégée préparatrice à l'École normale supérieure de Lyon

Classification


Autres références

«  GÉOCHIMIE  » est également traité dans :

ANDÉSITES ET DIORITES

  • Écrit par 
  • Jean-Paul CARRON, 
  • Maurice LELUBRE, 
  • René MAURY
  • , Universalis
  •  • 2 064 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Géochimie »  : […] Du point de vue des éléments majeurs, les andésites se caractérisent par des teneurs élevées en calcium et aluminium et faibles en titane. Leur rapport Mg/(Mg + Fe), souvent voisin de 0,5, est cependant susceptible de larges variations ; le rapport Fe 2 O 3 /FeO, généralement élevé, témoigne d'une évolution sous fortes pressions d'oxygène. La différenciation des séries andésitiques se traduit par […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/andesites-et-diorites/#i_20271

CARBONATES

  • Écrit par 
  • Marc DARDENNE, 
  • André JAUZEIN
  •  • 5 064 mots
  •  • 12 médias

Dans le chapitre « Propriétés physico-chimiques »  : […] À la formule MgCa(CO 3 ) 2 correspond la composition suivante : CaO, 30,4 p. 100 ; MgO, 21,7 p. 100 ; CO 2 , 47,9 p. 100. Mais le fer ferreux se substitue aisément au magnésium, donnant naissance à ce que l'on appelle communément une dolomite ferrifère, cela jusqu'à concurrence d'un rapport Mg/Fe = 4. Certains auteurs étendent cette dénomination jusqu'à une valeur Mg/Fe = 1, le terme […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carbonates/#i_20271

CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES

  • Écrit par 
  • Jean-Claude DUPLESSY
  •  • 7 878 mots
  •  • 7 médias

L'activité de la Terre est incessante : toutes ses couches – du noyau à la plus haute atmosphère – sont animées de continuels mouvements et, surtout, ses enveloppes superficielles – l'atmosphère, les océans et la surface des continents – abritent la vie. Les atomes et les molécules qui constituent ce système dynamique ne restent pas figés, mais circulent au travers des différents réservoirs que s […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cycles-biogeochimiques/#i_20271

ÉRUPTIONS VOLCANIQUES

  • Écrit par 
  • Édouard KAMINSKI
  •  • 3 926 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Les études géochimiques »  : […] Le traçage géochimique est une des techniques les plus puissantes pour suivre l'évolution d'un volcan. Il permet dans un premier temps d'identifier la source du volcanisme : la roche qui a fondu pour donner le magma expulsé était-elle un sédiment, une croûte océanique recyclée, une partie du manteau ? Ces différentes roches vont produire des magmas avec des compositions isotopiques différentes. P […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/eruptions-volcaniques/#i_20271

GÉOLOGIE - Géologie contemporaine

  • Écrit par 
  • Édouard KAMINSKI
  •  • 5 630 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Géochimie »  : […] La géochimie repose sur l'application des techniques de la chimie minérale et de la chimie organique à l'étude des roches et de leurs transformations, pour étudier des phénomènes aussi variés que l'évolution de la matière organique lors de la formation des hydrocarbures, ou la cinétique de précipitation des carbonates au fond des océans. Il est en fait quasi impossible aujourd'hui d'identifier un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/geologie-geologie-contemporaine/#i_20271

GOLDSCHMIDT VICTOR MORITZ (1888-1947)

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 340 mots

Minéralogiste et pétrologue norvégien, né à Zurich, Victor Moritz Goldschmidt a jeté les bases de la cristallochimie minérale et créé la géochimie moderne. Sa première publication, maintenant classique, Die Kontaktmetamorphose im Kristiania-Gebiete , rassemble les résultats de son énorme travail sur le thermométamorphisme et, par la corrélation des compositions chimiques et p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/victor-moritz-goldschmidt/#i_20271

GRANITES ET RHYOLITES

  • Écrit par 
  • Bernard BONIN, 
  • Jean-Paul CARRON, 
  • Georges PÉDRO, 
  • Michel ROBERT
  •  • 8 468 mots
  •  • 16 médias

Dans le chapitre «  Composition et nomenclature »  : […] Les granites forment, selon la fraîcheur des affleurements, des roches de couleur claire, grise ou noire, jaune ou rose selon la teneur en quartz (incolore ou blanc), en micas (muscovite grise, biotite noire), en feldspaths (blancs ou roses) et en oxydes plus ou moins foncés. Les échantillons se caractérisent par la taille des minéraux (roche grenue), toujours visibles à l'œil nu et pouvant attein […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/granites-et-rhyolites/#i_20271

LUNE

  • Écrit par 
  • Pierre THOMAS
  •  • 8 406 mots
  •  • 18 médias

Dans le chapitre «  Chimie »  : […] Les descriptions morphologiques et pétrographiques de la Lune ont permis de connaître les manifestations externes de son évolution. Mais ce sont surtout les études géochimiques qui ont contribué à la connaissance de son origine et de sa dynamique interne. La principale source d'information chimique est fournie par l'analyse des échantillons rapportés par les missions Apollo et Luna. Ces analyses p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lune/#i_20271

MARS, planète

  • Écrit par 
  • Éric CHASSEFIÈRE, 
  • Olivier de GOURSAC, 
  • Philippe MASSON, 
  • Francis ROCARD
  •  • 18 406 mots
  •  • 65 médias

Dans le chapitre « La météorologie martienne »  : […] Une station météorologique a aussi permis d'acquérir des données lors de la descente de la sonde à travers l'atmosphère (dont un record de froid mesuré in situ de – 135  0 C). Au sol, la pression était alors de 6,75 hectopascals, soit celle qui existe pour la Terre vers 35 kilomètres d'altitude. Un comparatif des températures enregistrées au sommet du mât météorologique d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mars-planete/#i_20271

MATÉRIAU PRIMITIF TERRESTRE

  • Écrit par 
  • Édouard KAMINSKI
  •  • 327 mots

Les profondeurs de la Terre cachent des mystères encore insondables, et la chimie du manteau « inférieur », entre 660 et 2 900 kilomètres, reste très mal connue. Les indices apportés par de rares diamants de très haute pression suggèrent une composition différente de celle du manteau supérieur. Les compositions isotopiques de l'hélium de laves de « points chauds » montrent également que celles-ci […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/materiau-primitif-terrestre/#i_20271

MÉTAUX - Métallogénie

  • Écrit par 
  • Guy TAMAIN
  •  • 4 298 mots

Dans une première approche et de façon résumée, on peut dire que la métallogénie est la science des gisements (ou gîtes) métallifères et de leur genèse. Le terme a été créé, au début du xx e  siècle, par le géologue français Louis de Launay (1860-1938), pour qui : « La métallogénie étudie les gisements minéraux des éléments chimiques, leurs grou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metaux-metallogenie/#i_20271

METEOR CRATER

  • Écrit par 
  • François ARBEY
  •  • 271 mots

Parmi les cratères météoritiques, le Meteor Crater, ou cratère Barringer, en Arizona (États-Unis), fut l'un des plus controversés. Ce cratère, de 1 200 mètres de diamètre sur 175 mètres de profondeur, présente un certain nombre de caractères qui permettent d'attribuer avec certitude son origine à la chute d'une météorite il y a 20 000 à 50 000 ans. Aucun critère précis ne permet d'en faire un crat […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/meteor-crater/#i_20271

MÉTÉORITES

  • Écrit par 
  • Mireille CHRISTOPHE MICHEL-LEVY, 
  • Paul PELLAS
  •  • 14 743 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Composition chimique »  : […] La composition chimique des chondrites a une grande importance, car on considère que les abondances des éléments (sauf les plus volatils) sont les mêmes que celles de la matière solaire, connues par spectrographie. Mais la précision des données spectrographiques sur le Soleil n'est pas suffisante pour permettre de déterminer quelle est la catégorie de chondrites la plus représentative. Il était di […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/meteorites/#i_20271

RÉCIFS CORALLIENS

  • Écrit par 
  • Pascale JOANNOT
  •  • 6 421 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Les coraux, indicateurs climatiques »  : […] Pour faire parler la mémoire des coraux, les scientifiques effectuent des carottes dans des colonies massives appelées communément patates de corail. Indicateur climatique, le squelette des coraux distille la mémoire du temps à l'échelle de la colonie corallienne et à celle du récif. Ces carottes fournissent aux climatologues de précieuses informations leur permettant de reconstituer le climat à […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/recifs-coralliens/#i_20271

ROCHES (Formation) - Pétrologie

  • Écrit par 
  • Maurice LELUBRE, 
  • Alain WEISBROD
  •  • 5 574 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre «  Différenciation et origine des roches »  : […] Dans bien des cas, les systèmes chimico-minéralogiques que sont les roches évoluent à composition globale approximativement constante. Pourtant, nombreux sont les exemples qui montrent l'importance des transferts et partages de matière dans les phénomènes géologiques. Ces modifications de la chimie des roches s'effectuent pour l'essentiel par l'intermédiaire d'une phase fluide, et ce pour une cau […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-formation-petrologie/#i_20271

ROCHES (Formation) - Diagenèse

  • Écrit par 
  • André JAUZEIN
  •  • 2 022 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Paramètres géochimiques »  : […] Le potentiel hydrogène ( pH ) est très variable en fonction du milieu de sédimentation, du climat, de l'activité biologique. Généralement acide au départ, le milieu devient de plus en plus alcalin et son pH peut atteindre des valeurs supérieures à 9 qui permettent une mobilisation sensible de la silice. Le potentiel ionique , rappo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-formation-diagenese/#i_20271

ROCHES (Classification) - Roches magmatiques

  • Écrit par 
  • Maurice LELUBRE
  •  • 7 493 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Composition chimique »  : […] La composition chimique des roches magmatiques varie dans des limites assez étroites, différentes de celles des roches sédimentaires qui proviennent essentiellement de leur transformation à la surface du globe. Les données géochimiques montrent que O et Si sont largement dominants, suivis par Al, puis par Fe, Mg, Ca, Na, K, etc. La silice joue donc un rôle prédominant et l'on constate dans sa dist […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-classification-roches-magmatiques/#i_20271

ROCHES LUNAIRES

  • Écrit par 
  • Mireille CHRISTOPHE MICHEL-LEVY
  •  • 3 189 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Chimie »  : […] Les éléments oxygène, silicium, aluminium, calcium, fer, magnésium, titane et sodium forment environ 99 p. 100 du matériau lunaire. Par rapport aux basaltes terrestres, ceux de certaines mers lunaires sont riches en titane et pauvres en sodium. Les matériaux des sites étudiés dans les montagnes contiennent plus d'aluminium et de calcium, mais moins de titane et de fer que ceux des mers. Les abonda […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-lunaires/#i_20271

SILICATES

  • Écrit par 
  • Jean WYART
  •  • 8 500 mots
  •  • 22 médias

Dans le chapitre « Rôle géochimique »  : […] Si l'importance économique des silicates est considérable, leur rôle géochimique est essentiel. Ils forment plus de 90 p. 100 en poids de l'écorce terrestre. Les nombreuses données statistiques sur la composition chimique de la partie superficielle, en particulier celles qui ont été obtenues par F. W. Clarke et H. S. Washington (1924) se rapportant aux roches éruptives, peuvent être présentées sou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/silicates/#i_20271

STRATIGRAPHIE

  • Écrit par 
  • Gilles Serge ODIN
  •  • 5 516 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Précision »  : […] En lithostratigraphie, la précision des signaux est variable. Par leur diachronisme potentiel, la base ou le sommet d'une formation repère un moment qui peut varier d'un ou plusieurs millions d'années (Ma). Par exemple, lors d'une transgression marine provoquant à sa base le dépôt de sables et de galets, chaque point inondé le sera à des instants différents et la base de la formation de sables et […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/stratigraphie/#i_20271

TERRE - La planète Terre

  • Écrit par 
  • Jean AUBOUIN, 
  • Jean KOVALEVSKY, 
  • Evry SCHATZMAN
  •  • 12 049 mots
  •  • 12 médias

Dans le chapitre « Composition chimique de la Terre »  : […] Le deutérium, le lithium et le béryllium terrestres ont probablement été formés dans la Galaxie par action des rayons cosmiques galactiques sur le milieu interstellaire, dans la période précédant la formation du système solaire. De la même façon, les éléments radioactifs (par exemple, l'uranium ou le thorium) ont été produits par une ou plusieurs explosions de supernovae dans la Galaxie, avant la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/terre-la-planete-terre/#i_20271

TERRE BOULE DE NEIGE HYPOTHÈSE DE LA

  • Écrit par 
  • Françoise DREYER
  •  • 7 133 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Géochimie, roches et gaz à effet de serre  »  : […] Mais cela ne dit pas comment la Terre serait sortie d’une telle glaciation. Les travaux de James Walker sur l’altération des roches silicatées offrent un scénario de sortie de glaciation : au début des années 1980, Walker démontre la rétroaction négative de l’altération des roches sur la température de la surface de la Terre et sa stabilisation . L’altération des roches silicatées constitue en eff […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hypothese-de-la-terre-boule-de-neige/#i_20271

THERMOMÈTRES GÉOLOGIQUES ou GÉOTHERMOMÈTRES

  • Écrit par 
  • Marc JAVOY
  •  • 4 525 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Thermomètres fondés sur la répartition des éléments en traces »  : […] C'est dans cette catégorie que l'on peut ranger le thermomètre imaginé par T. F. W. Barth à partir de la répartition du sodium entre la phase plagioclase et la phase feldspath alcalin, encore que le sodium puisse difficilement être considéré comme un élément en traces ; mais cela n'altère pas la portée de la méthode. Le potentiel chimique de l'élément en traces E est, à l'équilibre, le même dans […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/thermometres-geologiques-geothermometres/#i_20271

TRACES ÉLÉMENTS EN

  • Écrit par 
  • Jean GONI, 
  • Michel LELEU
  •  • 2 758 mots
  •  • 1 média

Le concept d'élément en traces est utilisé en géochimie et résulte de considérations quantitatives sur un élément au sein d'un minéral ou d'un ensemble de minéraux. L'étude chimique des minéraux et des roches a montré que la composition idéale de ces matériaux est le plus souvent théorique et que certains éléments chimiques peuvent apparaître en petites quantités au sein des minéraux. Ainsi, indé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/elements-en-traces/#i_20271

URANIUM

  • Écrit par 
  • Bernard BOUDOURESQUES, 
  • Jean CARALP, 
  • Jeanne LEHMANN, 
  • Jean-Louis VIGNES
  •  • 6 230 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre « Distribution géochimique de l'uranium »  : […] Dans la lithosphère, la teneur moyenne en uranium est de 3 à 4 parties par million (p.p.m.), mais l'éventail est très large selon les matériaux. En dehors des minéraux d'uranium proprement dits (tabl. 1) , l'uranium se rencontre dans les minéraux majeurs ou accessoires sous forme d'inclusions ou d'additions isomorphiques, avec des teneurs en uranium de l'ordre de la fraction […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/uranium/#i_20271

VINOGRADOV ALEXANDRE (1895-1975)

  • Écrit par 
  • Georges KAYAS
  •  • 710 mots
  •  • 2 médias

Éminent chimiste soviétique, spécialisé en pétrochimie, géochimie et chimie analytique, né à Saint-Pétersbourg et décédé à Moscou. Alexandre Vinogradov entra à l'Académie militaire de médecine et à la faculté de chimie de l'université de Petrograd en 1920, fut diplômé en 1924 et devint un an plus tard professeur à l'Académie et collaborateur du laboratoire de géochimie de l'Académie des sciences […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/alexandre-vinogradov/#i_20271

Voir aussi

Pour citer l’article

Marie-Laure PONS, « GÉOCHIMIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 mai 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/geochimie/