S.V.P. un filon sur les filons !?

[Bruno]

Bonjour à tous,

En tant que physicien, une question me turlupine :coucou!: à laquelle ne peuvent répondre que des géologues, je pense.

Voilà: On est à peu près certains aujourd'hui que, à part l'hydrogène et l'hélium, les éléments chimiques jusqu'au fer ont été forgés dans les premières étoiles. Ces étoiles sont mortes dans de grandes explosions et on pense que c'est lors de ces explosions que se sont formés les éléments plus lourds au-delà du fer. Résultat: de grands nuages de poussière qui se sont contractés à nouveau pour former de nouvelles étoiles accompagnées de planètes... et c'est nous que v'là (je résume!). Je crois aussi savoir que la terre a commencé par un magma très chaud qui s'est refroidi peu à peu.

Mon problème est le suivant: Dans tous ces phénomènes les éléments chimiques ont dû être mélangés de façon très homogène (non??) et donc comment se fait-il que dans les roches on en trouve groupés "par famille". Comment se fait-il qu'on trouve des filons aurifères, des mines de cuivre ou d'uranium etc... Comment-se fait-il que dans un m³ de roche extraite de nos Ardennes on ne trouve pas un mélange homogène de tous les éléments, mélange qui serait semblable à un autre trouvé en Patagonie ou en Mongolie inférieure?

Merci, chers amis géologues, de m'aider à retrouver le sommeil...

[Orlean]

réponse d'un amateur en attendant celle d'un géologue :

il faut voir en fonction du type de roche et de sa formation...

Peut être que s' il on prend de la lave en fusion, les élément seront mélangé de facon hommogène mais en fonction de certains critères (la pression, la température, temps,etc...) des élements vont cristalliser de manière tout aussi variable que ces critères, on obtient avec les même éléments chimiques des roches différentes issues de cette lave.

Ensuite de facon variable les roches vont se désagréger, on obtiendra des roches sédimentaires, des élément plus lourd comme l'or vont se concentrer dans le lit d'un torrent bientot asseché et recouvert d'autres sédiment...les couches sédimentaires de centaines de metres de profondeur vont se mettre à bouger suite au mouvement des plaques techtoniques, elles se fissurent. De l'eau sous haute température arrive dans les fissures en ayant uniquement dissou certains minéraux qui en fonction de certains critères vont cristalliser à des moments précis.

la cristallisation d'éléments peut permettre de retrouver une masse d'élément natif non mélangé de facon homogène dans la roche.

c'est un exemple simplifié parmis beaucoup d'autres d'un cycle geologique.

[Bruno]

Je comprends qu'il faut trouver un/des phénomènes physiques/chimiques qui, très localement (!!!???), isolent un élément par rapport aux autres.

...mais lesquels, exactement?

Merci Orlean pour ce début de réponse.

[Invité JoeldeParis]

Un mot suffit pour répondre à votre question : chaos.

Chaos au sens mathématique de sensibilité aux conditions initiales, d'équations (différentielles ou non) non-linéaires et d'imprédicabilité à moyen terme ou de règles d'organisation fractale.

Ainsi énoncé, il n'y a aucune différence conceptuelle entre la météorologie, la cosmologie et la pétrographie : les matériaux et l'échelle changent mais ce sont les mêmes lois non-linéaires qui agissent (convection, diffusion etc).

Vous n'êtes pas surpris qu'il pleuve ici et fasse soleil la-bas mais vous vous étonnez que tel batholite soit enrichi en tungstène, tel bloc du filon contienne plus de fluor que l'encaissant ou que tel échantillon contienne des cristaux d'augite non présents dans la pâte...

Vous êtes probablement victime de l'enseignement qui veut tout linéariser pour tout mettre en équation comme le chimiste qui agite son ballon pendant des heures pour homogénéiser ses réactifs.

Pensez à ce pauvre Galilée qui, au lieu de s'ennuyer dans les églises de Florence, aurait pu être réparateur de roues de vélo. Il aurait pu lancer la roue doucement et le balourd de la valve l'aurait fait osciller tout comme le fameux lustre mais comme il était baraqué, il l'aurait lancé vite et elle aurait fait plusieurs tours avant d'osciller. Que voila un joli PB commun, banal, mais pas trivial pour un sous because totalement non-linéaire.

Linéairement vôtre :

JB

[Bruno]

Mon cher JoeldeParis, j'espère que vous ne m'en voudrez pas si je qualifie votre réponse d'un peu rapide, tout de même. Le chaos tel qu'on le comprend aujourd'hui concerne les phénomènes déterministes mais imprévisibles. Imprévisibles parce que très complexes et très sensibles aux conditions initiales. N'empêche qu'ils restent déterministes et qu'on peut toujours en construire des modèles valables sur base d'équations bien établies. Ainsi en météorologie les prévisionnistes maîtrisent-ils de mieux en mieux les paramètres de base et les lois qui les relient. Leurs prévisions à long terme seront toujours peu fiables à cause du chaos mais vous pouvez être certains que si elles ne correspondent pas à la réalité elles seront en tout cas réalistes et plausibles.

Je ne sais pas où vous voyez le chaos en cosmologie mais si on se restreint à l'astronomie il est vrai que le mouvement de la lune est chaotique, même si on est assez sûr de son mouvement... pour quelques millions d'années. Mouvement chaotique donc, mais les équations différentielles de base sont parfaitement connues.

Donc voilà: ce qui m'intéresse dans votre réponse ce n'est pas le mot chaos mais les mots convection, diffusion, etc... Autrement-dit quelles sont les lois non-linéaires dont vous me parlez et sur quels paramètres et phénomènes se basent-elles? Vous pouvez rester assez vague, puisque je n'ai que peu de notions en géologie, mais si vous me dites que les géologues possèdent des modèles qui partant d'un mélange homogène arrivent à une situation similaire à la situation actuelle, alors vous m'avez donné un début de réponse et je vous en remercie. (ce serait bien si vous pouviez m'indiquer l'un ou l'autre site web qui va plus loin).

Déterministement vôtre,

BVO

P.S.: Je n'ai pas compris votre paragraphe concernat Galilée.

[Invité JoeldeParis]

Il est vrai que mon post précédent a été taillé à la hache d'abordage puisqu'un bouquin entier ne suffirait pas à repondre à votre question.

Au second degré, j'avoue ne pas comprendre ce qui vous choque. Pour moi le désordre est un fait établi de tout temps.

Pour la cosmologie.

L'instant T=0 était isotrope et il aurait du en être de même jusqu'à t=> + infini selon le principe de Curie. Or celui-ci est vrai en moyenne tout comme celui de la conservation de l'énérgie. Ont été ainsi suscitées des inhomogénéïtés locales qui ont servi de conditions initiales pour notre univers avec ses étoile, ses amas d'étoiles, ses galaxies, ses amas de galaxies et autres super-amas, structures fractales s'il en fut.

Pour Galilée.

J'ai voulu mettre en évidence l'évacuation "académique" des questions de non-linéarité (la transition de la rotation à l'oscillation) que l'on ne sait pas modéliser au profit de belles équations qui ne sont qu'un cas particulier. J'ai sous la main un excellent PB de système électronique asservi simplissime mais non linéaire donc non modélisé à vous proposer, j'y réfléchis depuis des années.

[Théophraste]

Une petit lien vite fait : http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque...g.mineraux.html

Je vous écris un modeste quelque chose bientôt...

Disons pour faire simple que si les atomes de matières sont dispersés à priori sur Terre, des phénomènes naturels concentrent les éléments et créent localement des gisements de tel(s) ou tel(s) élément(s), les "filons" sont finalement un des processus naturels évoqués.

En gros (très gros), la roche en profondeur se fracture, des solutions hydrothermales (eau sous forte pression et température) parcourent la roche (de haut en bas ou de bas en haut selon), elles disolvent une partie des éléments de la roche, ces éléments sont différents à chaque fois que l'on change de roche, ces éléments dissous se déposent plus ou moins cristallisés "plus loin", en fonction des variations de pression, température, composition chimique de la solution, etc.

Pour la formation d'un filon, voir "les fumeurs noirs" des dorsales océaniques...

Théo.

[Bruno]

Théo:

Le site proposé est tout à fait passionnant. En une lecture rapide j'ai compris beaucoup de choses et j'en ai découvert d'autres que je ne soupçonnais même pas. En particulier ces courants lents et profonds sont tout à fait inattendus et peuvent effectivement expliquer beaucoup. J'espère trouver du temps un de ces jours pour reprendre la lecture plus calmement, du site mais éventuellement aussi de l'écrit que vous annoncez comme modeste (je n'en crois rien!)

JoëldeParis:

Vous placez la discussion sur un tout autre plan, que je trouve également fondamental et que je ne compte sûrement pas éluder (d'autant plus que j'adore çà). Vous dites que le désordre est établi de tout temps. Je pense que précisément ici nous parlons du contraire, à savoir le passage d'un état tout à fait désordonné (un mélange parfait) à une situation plus ordonnée (des composés chimiques regroupés en gisements). C'est contraire au principe d'entropie mais ce n'est pas du tout interdit: L'entropie peut décroître par endroits à condition qu'on prenne de l'énergie dans le voisinage et ici cela n'a pas l'air difficile (hautes températures, pressions élevées, ...). N'empêche que à chaque fois il y a un truc qui demande à être expliqué. (Et moi personnellement même après explication ce genre de truc continue à m'étonner)

L'univers (miam, miam!) excellent exemple... qui apporte de l'eau à mon moulin! Comme vous le rappelez très bien ce sont des inhomogénéités qui ont donné naissance aux galaxies. Oui mais voilà: dans un passé récent ces inhomogénéités ont posé un problème énorme aux physiciens puisque selon eux l'univers est issu d'un état initial très homogène (tiens, tiens!) incapable d'expliquer les fluctuations observées (re-tiens-tiens). Seule possibilité: une théorie "hard" dite de l'inflation selon laquelle en un très court instant les minuscules fluctuations ont été monstrueusement amplifiées. C'est tout cela qui a été récemment et brillamment confirmé par les observations du satellite COBE. Mais que d'efforts et d'argent dépensés pour trouver une solution au problème! On est loin de votre sérénité face à ce genre de chose, cher Joël.

...ceci dit en toute sympathie, croyez le bien.

Bien à vous,

Bruno

[Invité JoeldeParis]

Que des concentrations minérales se produisent localement ne fait qu'augmenter le désordre global. Ce n'est pas un paradoxe, c'est simplement une question d'échelle.

Le principe d'entropie maximale n'est pas contredit par des écarts ponctuels, il s'agit d'une moyenne. Il m'est plus facile de raisonner avec les symétries et le principe de Curie : observez la bâche de ce camion qui roule en ligne droite : elle flotte, décrivant un mouvement périodique apparemment incompatible de la symétrie génératrice qu'est la marche en ligne droite.

Je suis surpris de lire que " ces inhomogénéités ont posé un problème énorme aux physiciens". Ce n'est pas l'inhomogénéïté qui est sujette à question mais sa raison et ses conséquences : le pourquoi et le comment de l'oscillation "interdite" de la bâche.

J'ai sous la main un exemple qui défie le bon sens : ce superbe cube de pyrite qu'on croirait issu d'une industrie de haute technologie correspond à un minimum local naturel satisfaisant l'entropie maximale : en se liant ainsi les molécules ont libéré le maximum d'énergie.

Ceci nous ramène à mon propos précédent où j'évoquais des lois de physique à structure mathématique (convection, propagation...) de "compétence" universelle qui ont des solutions qui défient le bon sens. La dernière (?) est la confirmation que des vagues uniques de 15 ou 20 mètres de haut peuvent être créées par relativement gros temps.

Je ne trouve donc pas anormal que volcanisme, subduction, éluvion où tout autre phénomène non déterministe produise des aberrations locales, lisez des concentrations minérales.

Je n'oublie pas non plus les "attracteurs étranges" (l'attracteur de Lorenz en rappellera la définition) dont le plus étrange me semble être la température de la surface terrestre : elle n'a pratiquement pas changé depuis le Cambrien ce qui est totalement contraire au désordre généralisé et son augmentation entropique. Certains appellent ça la Providence.

Au plaisir de vous lire.

JB

[Bruno]

Question "température" de la terre, autant que je sache elle est entretenue par la radioactivité interne.

Pour l'entropie, nous sommes assez d'accord somme toute et vous avez raison les cristaux sont de superbes objets construits selon un ordre presque parfait. Tout de même je pense que tant que cela est possible nous devons essayer d'expliquer les choses en profondeur et non pas se contenter d'un principe général (je veux dire que ce n'est pas une question de trouver çà "normal" ou "anormal"). C'est comme la vie (fameux écart au désordre!). On peut trouver çà normal et banal parce qu'on en voit mille exemple rien qu'en tournant la tête, mais à la fin, qu'est-ce qu'on aimerait savoir un jour comment se sont fait les débuts, non? En tout cas c'est mon opinion... et je la partage comme dirait l'autre.

[Kayou]

Remontons ce sujet, interessant à lire...

[1frangin]

surtout qu'il y a plein de nouveaux !!!!!!!!!!!!!

je suis sur que bien d'autres posts partis dans les profondeurs des pages de géo seraient d'un grand interet pour tous ces "petits nouveaux" !!!!!!!!!!!

[1GM]

Pourtant on est pas en septembre.... :clown:

Bon, je connais le chemin de la sortie...

pour ceux qui cherchent vraiment la référence : google : "Endless September"

[1frangin]

octobre ????????? c'est doux pour octobre ne nous plaignons pô !!!!!!!!!.......................rire!!

fermes pas j'arrive .........

[1GM]

Nan, il ya une référence planquée dans la bande noire... Il ne se passe rien en Octobre...

PS : pour lire la bande noire il suffit de sélectionner ce qui est caché dedans

[Letho]

Pourquoi la Terre n' est t' elle pas homogène?

Déjà je ferais une petite remarque: le système solaire n’ est lui-même pas homogène. Des planètes avec une densité élevé près du soleil et des planètes moins dense vers l’ extérieur du système solaire. En effet lors de la formation du système solaire les éléments légers, notamment les gaz, ont étés repoussés par les vents solaires tandis que les éléments plus lourds sont restés sur place. Si il n’ y avait pas eu ce vent solaire la taille de la Terre serait équivalente à celle de Jupiter! On comprend donc mieux pourquoi la Terre est principalement composé d’ élément lourds tandis que sont atmosphère est restreinte. De plus comme on la dit précédemment, il y a 4.5 milliard d’ année la Terre était très chaude, en partie à cause de la chaleur dégagé par l’ accrétion. De faite l’ essentielle de ces constituants étaient alors sous forme liquide. Or les éléments lourds comme le fer, le nickel ont alors pu « s’enfoncer » par gravité tandis que les éléments silicatés sont « remonté ». C’est une question de densité, tout comme l’ eau douce reste au dessus de l’ eau salé. C’ est à ce moment de l’ histoire de la Terre que se sont formés le noyau, le manteau et la croûte terrestre. Mais on peut se poser les questions suivantes: Comment expliquer la présence de gisement d’ uranium, qui par définition est beaucoup plus lourd que le fer, à la surface de la Terre? Pourquoi existe-t-il des métaux à la surface de la Terre?

En ce qui concerne l’ uranium et quelques autres éléments lourds, ont peut expliquer leurs présences par le fait qu’ ils ne se mélangent pas avec les constituants du noyau, un peu comme l’ huile et l’ eau, et donc qu’ ils ont étés « expulsés » vers l’ extérieur de la surface de la Terre. Quant au gisement de métaux( fer, cuivre, or…) ce sont souvent des résidus de minéraux issu du manteau( en contact avec le noyau terrestre) et qui grâce au volcanisme sont remontés à la surface. Ensuite tout dépend de l’ histoire de la région que l’on étudie. Chaque région à son histoire et à chaque événement géologique vont apparaître des roches et des minéraux caractéristiques de cet événement. Ainsi dans le bassin parisien on va plutôt trouver des calcaires correspondant à d’ anciennes zones immergés.

Ainsi la Terre est marquée par 4 milliards d’ années d’ Histoire. Des chaînes de montagnes ont eu le temps de se former puis d’ être érodées, des océans se sont ouvert puis refermés laissant des roches , des minéraux, des fossiles, des traces éphémères mais qui font d’un paysage un lieu unique.