Des cristaux qui se forment en quelques heures seulement !

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« Les pegmatites refroidissent relativement vite, parfois en seulement quelques années, et pourtant elles contiennent certains des plus gros cristaux de la planète », s'étonne Cin-Ty Lee, coauteur d'une étude parue dans Nature Communications. Les pegmatites sont des roches magmatiques, qui contiennent des cristaux comme l'émeraude ou la topaze. Dans ce type de roche, « la taille des cristaux est traditionnellement liée au temps de refroidissement », explique le chercheur. Comment, alors, de gros cristaux ont-ils le temps de se former dans les pegmatites ?

Après trois ans de recherches, les chercheurs ont enfin un début de réponse. Les pegmatites naissent là où des morceaux de la croûte terrestre sont aspirés dans le manteau fondu de la Terre. L'eau emprisonnée dans la croûte devient une partie de la fonte, et participe à la formation de nombreux minéraux au fur et à mesure du refroidissement. Surtout, l'eau reste. Elle constitue un pourcentage progressivement plus élevé de la fonte de refroidissement. 

« Les éléments restants de ce mélange aqueux peuvent se déplacer beaucoup plus rapidement, constate Patrick Phelps, coauteur de l'étude. Lorsqu'un cristal commence à se former, les éléments peuvent l'atteindre plus rapidement, ce qui signifie que le cristal peut croître plus rapidement. » Au cœur des pegmatites, les cristaux - qui sont des arrangements ordonnés d'atomes - naissent et atteignent leur taille finale en seulement quelques jours. Voire quelques heures.

Cette tourmaline noire se transforme en tourmaline rose, au cœur d'une pegmatite de quartz, dans la mine Stewart Lithia (Californie). © Patrick Phelps, Rice University