Comment les cristaux se forment dans la nature

Visitez n'importe quel salon de gemmes et minéraux, et vous verrez des cristaux de nombreuses formes et couleurs. Mais ce ne sont là que quelques-uns des milliers de cristaux différents qui existent dans le monde. L'Encyclopædia Britannica écrit : « … le terme cristal est le plus souvent utilisé par les scientifiques des matériaux pour désigner tout solide avec un arrangement interne ordonné… » Il faut des conditions particulières pour que les types de cristaux que l'on voit dans les boutiques de minéraux se forment.

Qu'est-ce qu'un cristal ?

Comme tout dans la nature, les cristaux sont formés par des atomes. Si un minéral a des plans plats, appelés faces cristallines, et que ses atomes sont groupés selon des motifs réguliers, alors ce minéral est un cristal.

Tous les minéraux appartiennent à six systèmes cristallins : cubique (pyrite), hexagonal (quartz), tétragonal (zirkon), orthorhombique (topaze), monoclinique (malachite) et triclinique (axinite).

La composition chimique et une large gamme de conditions environnementales déterminent quels cristaux se développent dans une zone spécifique.

Formation des cristaux

Les cristaux se forment sous la surface de la Terre. La création ignée se produit lorsque les minéraux cristallisent à partir de roches en fusion. La création métamorphique se produit lorsque les minéraux se forment sous l'effet d'une pression et d'une chaleur excessives. Les minéraux sédimentaires se forment par érosion et sédimentation.

L'eau, la température, la pression et la chance jouent tous un rôle dans la création des cristaux.

Eau de surface

Alors que l'eau parcourt la surface de la Terre, des éléments se dissolvent créant une solution riche en nutriments. Si l'eau s'évapore ensuite, des minéraux restent. Par exemple, si vous avez un bol d'eau de mer et laissez l'eau s'évaporer, des cristaux de sel resteront.

Si l'eau contient une solution riche en silice, des cristaux de quartz comme l'améthyste peuvent se former. Si l'eau est riche en cuivre, de la malachite ou de la turquoise se formeront.

Dépôts hydrothermaux et pegmatites

Les dépôts hydrothermaux de minéraux sont créés soit par l'eau de surface s'infiltrant sous terre, soit par le magma en refroidissement libérant de l'eau sous la surface terrestre. L'eau trouve une fissure dans la terre et les cristaux commencent à croître. Si l'eau provient du magma en refroidissement, on peut trouver de la tourmaline ou des émeraudes.

Parfois, de faibles concentrations d'eau se concentrent à mesure que le magma refroidit et se solidifie pour former une pegmatite. Si la pegmatite contient du béryllium, des cristaux de béryl se forment. Si elles sont riches en bore, de la tourmaline se forme.

Formation magmatique, métamorphique et du manteau

Les gemmes magmatiques, comme le zircon, la topaze et les rubis, se forment dans les cavités des roches volcaniques. D'autres gemmes, comme le jade, se forment lorsque les roches sont transformées par la chaleur, la pression et l'exposition à des solutions. Ces gemmes sont appelées métamorphiques.

L'olivine (péridot) est le minéral du manteau le plus abondant. Les diamants sont les plus célèbres des minéraux du manteau. Formés à 160 km sous la surface terrestre, de violentes éruptions volcaniques les amènent à la surface intacts.

Mine de Naica, Mexique

La mine de Naica est riche en plomb et en argent. Pour atteindre ces gisements, 68 000 litres d'eau à 54 °C riche en nutriments sont pompés hors d'une grotte souterraine chaque minute. À 300 mètres sous la surface de la Terre poussent les plus grands cristaux de gypse au monde. Les scientifiques pensent que ces cristaux se sont formés par processus hydrothermal.