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Calcite vs Aragonite

Calcite vs Aragonite


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Vous pouvez penser que le carbone est un élément que l’on trouve sur Terre principalement dans les êtres vivants (c'est-à-dire dans la matière organique) ou dans l’atmosphère sous forme de dioxyde de carbone. Ces deux réservoirs géochimiques sont certes importants, mais la grande majorité du carbone est emprisonnée dans des minéraux carbonatés. Ceux-ci sont dirigés par le carbonate de calcium, qui prend deux formes minérales nommées calcite et aragonite.

Calcium Carbonate Minerals in Rocks

L'aragonite et la calcite ont la même formule chimique, CaCO3, mais leurs atomes sont empilés dans différentes configurations. C'est, ils sont polymorphes. (Un autre exemple est le trio de cyanite, andalousite et sillimanite.) L'aragonite a une structure orthorhombique et la calcite une structure trigonale. Notre galerie de minéraux carbonatés couvre les bases des deux minéraux du point de vue du rockhound: comment les identifier, où ils se trouvent, certaines de leurs particularités.

La calcite est en général plus stable que l'aragonite, bien que, si les températures et les pressions changent, l'un des deux minéraux puisse se convertir en un autre. En conditions de surface, l’aragonite se transforme spontanément en calcite au cours du temps géologique, mais à des pressions plus élevées, l’aragonite, la plus dense des deux, est la structure préférée. Les températures élevées jouent en faveur de la calcite. À la pression de surface, l’aragonite ne peut supporter longtemps des températures supérieures à 400 ° C environ.

Les roches à haute pression et basse température du faciès métamorphique du schiste bleu contiennent souvent des filons d'aragonite au lieu de calcite. Le processus de retour à la calcite est suffisamment lent pour que l’aragonite puisse persister dans un état métastable, semblable au diamant.

Parfois, un cristal d'un minéral se transforme en un autre minéral tout en conservant sa forme d'origine pseudomorphe: il peut ressembler à un bouton de calcite typique ou à une aiguille en aragonite, mais le microscope pétrographique montre sa vraie nature. De nombreux géologues, dans la plupart des cas, n'ont pas besoin de connaître le polymorphe correct et de parler simplement de "carbonate". La plupart du temps, le carbonate dans les roches est de la calcite.

Minéraux de carbonate de calcium dans l'eau

La chimie du carbonate de calcium est plus compliquée lorsqu'il s'agit de comprendre quel polymorphe cristallisera en solution. Ce processus est courant dans la nature, car aucun minéral n’est hautement soluble et la présence de dioxyde de carbone dissous (CO2) dans l'eau les pousse vers la précipitation. Dans l'eau, CO2 existe en équilibre avec l'ion bicarbonate, HCO3+et acide carbonique, H2CO3qui sont tous très solubles. Changer le niveau de CO2 affecte les niveaux de ces autres composés, mais le CaCO3 Au milieu de cette chaîne chimique, il n’ya pratiquement pas d’autre choix que de précipiter en tant que minéral qui ne peut pas se dissoudre rapidement et retourner dans l’eau. Ce processus à sens unique est un moteur majeur du cycle du carbone géologique.

Quel arrangement les ions calcium (Ca2+) et les ions carbonates (CO32-) choisiront au fur et à mesure qu'ils rejoindront CaCO3 dépend des conditions dans l'eau. Dans les eaux douces propres (et dans les laboratoires), la calcite prédomine, en particulier dans les eaux froides. Les formations de cavestone sont généralement de la calcite. Les ciments minéraux dans de nombreux calcaires et autres roches sédimentaires sont généralement de la calcite.

L’environnement géologique est l’océan le plus important et la minéralisation du carbonate de calcium joue un rôle important dans la vie océanique et la géochimie marine. Le carbonate de calcium provient directement de la solution pour former des couches minérales sur les minuscules particules rondes appelées ooids et pour former le ciment de la boue des fonds marins. Le minéral qui cristallise, la calcite ou l’aragonite, dépend de la chimie de l’eau.

L'eau de mer est pleine d'ions qui rivalisent avec le calcium et le carbonate. Magnésium (Mg2+) s'accroche à la structure de la calcite, ralentit la croissance de la calcite et s'infiltre dans la structure moléculaire de la calcite, mais n'interfère pas avec l'aragonite. Ion sulfate (SO4-) supprime également la croissance de la calcite. Une eau plus chaude et une plus grande quantité de carbonate dissous favorisent l'aragonite en l'encourageant à se développer plus rapidement que la calcite.

Mers calcite et aragonite

Ces choses importent aux êtres vivants qui construisent leurs coquilles et leurs structures en carbonate de calcium. Les mollusques et crustacés, y compris les bivalves et les brachiopodes, en sont des exemples familiers. Leurs coquilles ne sont pas des minéraux purs, mais des mélanges complexes de cristaux microscopiques de carbonate liés par des protéines. Les plantes unicellulaires et les plantes classées comme plancton fabriquent leurs coquilles, ou tests, de la même manière. Un autre facteur important semble être que les algues tirent profit de la fabrication de carbonate en assurant elles-mêmes un approvisionnement en CO2 pour aider à la photosynthèse.

Toutes ces créatures utilisent des enzymes pour construire le minéral qu'elles préfèrent. L'aragonite fabrique des cristaux semblables à des aiguilles, tandis que la calcite en fabrique des blocs, mais de nombreuses espèces peuvent s'en servir. Beaucoup de coquilles de mollusques utilisent de l'aragonite à l'intérieur et de la calcite à l'extérieur. Quoi qu’ils fassent consomme de l’énergie, et lorsque les conditions océaniques favorisent l’un ou l’autre des carbonates, le processus de fabrication des coquilles nécessite plus d’énergie pour contrer les impératifs de la chimie pure.

Cela signifie que changer la chimie d'un lac ou de l'océan pénalise certaines espèces et avantage d'autres. Au cours des temps géologiques, l'océan s'est déplacé entre "mers d'aragonite" et "mers de calcite". Aujourd'hui, nous sommes dans une mer d'aragonite riche en magnésium. Elle favorise la précipitation de l'aragonite et de la calcite riche en magnésium. Une mer de calcite, pauvre en magnésium, favorise la calcite à faible teneur en magnésium.

Le secret réside dans le basalte de fond marin, dont les minéraux réagissent avec le magnésium contenu dans l’eau de mer et le retirent de la circulation. Lorsque l'activité tectonique des plaques est vigoureuse, nous obtenons des mers de calcite. Quand il est plus lent et que les zones d’épandage sont plus courtes, nous obtenons des mers d’aragonite. Il y a plus que ça, bien sûr. Ce qui est important, c’est l’existence de deux régimes différents et la limite entre eux est approximativement celle où le magnésium est deux fois plus abondant que le calcium dans l’eau de mer.

La Terre a une mer d'aragonite depuis environ 40 millions d'années (40 Ma). La dernière période de mer aragonite antérieure se situait entre la période du Mississippien supérieur et celle du Jurassique inférieur (environ 330 à 180 Ma), puis le dernier Précambrien précédent (550 Ma). Entre ces périodes, la Terre avait des mers de calcite. De plus en plus de périodes d'aragonite et de calcite sont cartographiées plus en arrière.

On pense qu'au fil du temps géologique, ces modèles à grande échelle ont fait une différence dans le mélange d'organismes qui ont construit les récifs dans la mer. Il est également important de savoir ce que nous apprenons sur la minéralisation en carbonates et sa réaction à la chimie des océans, alors que nous essayons de comprendre comment la mer réagira aux changements de l’atmosphère et du climat causés par les humains.


Voir la vidéo: ARAGONITE ॐ Chakra sacré A&G (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Denver

    Je suis complètement d'accord

  2. Macauslan

    Je ne peux pas participer maintenant à la discussion - il n'y a pas de temps libre. Je serai libéré - j'exprimerai nécessairement l'opinion.

  3. Mikhalis

    bonne information



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