Présence de métal sur une tellurique

[Flo83Flo]

Bonjour, j'écris un roman SF et j'aimerai créer une planète fictive disposant de très peu de métal sur sa croûte, sachant qu'elle abrite une vie proche de celle de la Terre (planète tellurique, atmosphère proche de la Terre, etc.) Par ailleurs la planète présente des reliefs divers et variés, d'une altitude parfois très élevée, supérieure à celle des plus hautes montagnes terrestres.

Un tel arrangement est-il possible, ou la présence de reliefs importants suppose-t-elle une grande activité interne, et donc une importante présence de fer et autres métaux en surface ? A quoi pourrait être dû la rareté de minerais sur cette planète ? 

Merci de votre aide

[popov]

Très sympa comme thématique

Je ne suis pas expert mais ça parait d'avantage être de la fiction que de la science. Je crains qu'il te faille faire quelques concessions...

 

il y a une heure, Flo83Flo a dit :

Un tel arrangement est-il possible, ou la présence de reliefs importants suppose-t-elle une grande activité interne, et donc une importante présence de fer et autres métaux en surface ?

Les reliefs importants c'est uniquement si ça monte plus vite que ça s'érode. Comme tu dis vouloir une atmosphère de type terrestre ça va méchamment éroder (action de l'eau). S'élever rapidement implique aussi une tectonique des plaques, qui implique de la chaleur dans le cœur, qui implique radioactivité. Difficile d'imaginer la présence des éléments radioactifs sans celle des métaux à priori plus faciles à fabriquer par les étoiles. Ou alors tu prends des volcans bouclier sur une planète sans tectonique, un peu comme sur mars actuellement. Mais une atmosphère de type terrestre étant grandement conditionnée par l'action du vivant (entre autre pour la génération du dioxygène), arriverait on à avoir une activité du vivant suffisante sur une planète sans trop d'activité géologique ? Je pense par exemple à l'absence de sources hydrothermales (oasis de chaleur et minéraux/nutriments) qui ont surement été décisives chez nous peut être dans l'appariation de la vie ou au minimum dans son maintien lors d'épisodes type glaciation huronienne. Voir même à l'absence de l'eau liquide tout court (c'est souvent ignoré mais la tectonique ne fonctionnerai pas sans elle : un peu d'eau et les continent se mettent à glisser !). Bref le mont olympe sur Terre c'est pas près d'arriver. Dans tous les cas si t'as une activité qui créé des reliefs elle te fera remonter des métaux. Les métaux ont migrés vers le centre de la Terre lors de sa formation : c'était chaud et mou, donc les trucs lourds ont coulés. Reliefs = volcanisme mais c'est ce même volcanisme qui te fera aussi remonter les métaux à la surface… 

 

il y a une heure, Flo83Flo a dit :

A quoi pourrait être dû la rareté de minerais sur cette planète ? 

A pas de bol. On dépend un peu de la nébuleuse primitive qui a donné naissance au soleil et à ses planètes. Si l'étoile a été enrichie par des explosions de supernovas proches c'est golden party. Par contre s'il n'y a que de l'hydrogène c'est la misère. Dans la pratique on se situe quelque part entre ces deux extrêmes, cf notion de métallicité d'une étoile.  On pourrai imaginer que ton étoile est particulièrement ancienne (attention si c'est vieux ça ne peut pas être trop gros ni lumineux, sinon aurait claqué avant) ou particulièrement isolée dans la banlieue d'une galaxie.

 

Il y a surement beaucoup de raccourcis et d'approximations dans ces commentaires mais ça peut servir de base de départ à ta réflexion ! Ne pas hésiter à corriger/compléter

[Flo83Flo]

Merci pour ta réponse 😊

Tu as posé une question que je me suis faite également : peut-il y avoir la vie sur une planète disposant d'une faible activité géologique ? Personnellement je ne retiens pas le critère des sources hydrothermales. Il est possible qu'elles aient favorisé l'apparition de la vie mais nous n'avons aucune preuve de cela. C'est un livre de science-fiction, je vais rester dans les grandes lignes et privilégier les éléments les plus sûrs et les plus globaux, je reste dans une sorte d'approximation réaliste, ou un réalisme approximatif si tu préfères...

Quand à la topographie de Mars, en dehors des volcans il existe également différents reliefs ? Comment ont-ils été engendrés sans tectonique ?

 

[popov]

il y a 53 minutes, Flo83Flo a dit :

C'est un livre de science-fiction, je vais rester dans les grandes lignes et privilégier les éléments les plus sûrs et les plus globaux, je reste dans une sorte d'approximation réaliste, ou un réalisme approximatif si tu préfères...

Sans vouloir te faire spoiler, ta planète abritera déjà la vie au départ de ton histoire ? Ca me parait incontournable pour expliquer la présence d'une atmosphère similaire à la notre. Que tu éludes l'origine de cette vie ne me choquera pas vraiment, tes petits explorateurs auront peut être d'autres problèmes que de s'intéresser à la question. Par contre il me semble pertinent de raconter quelque part qu'il a d'abord été trouvé plein d'autres planètes pas habitables pour éviter une décrédibilisation du type "oh ben ça c'est du bol, la première planète qu'on visite est pile comme la notre !".

 

il y a une heure, Flo83Flo a dit :

Quand à la topographie de Mars, en dehors des volcans il existe également différents reliefs ? Comment ont-ils été engendrés sans tectonique ?

Y'a mais c'est vieux de quand la planète bougeait encore et bien érodé maintenant. https://fr.wikipedia.org/wiki/Géographie_de_Mars .

 

Si tu veux quelque chose d'un peu plus frais on pourrai aussi imaginer une planète détruite récemment (à l'échelle géologique) par un méga impact. Genre comme quand les dinosaures non aviens ont été zigouillés chez nous mais en vachement pire encore. Ca te ferai de grosses falaise sur les bords et joli pic au centre. La vie y aura repris avec une sélection de survivants voir à la limite juste avec des exo-bactéries si tu veux pas te casser la tête à décrire des aliens.

[bongibong]

Pour avoir de grosses montagnes, il faut une faible gravitation (ça a à voir avec la pression à la base des roches).

[popov]

faible gravitation = faible masse (je pense rester sur quelque chose de tellurique donc plutôt "compact"). Tu crois qu'on peut garder des volcanisme/tectonique actifs sur de longues périodes géologiques (compatibles avec le développement de la vie dans un modèle similaire à la Terre, sauf à en imaginer un autre) sur une mini planète ?

[charpy]

Pour en revenir a la question de depart cette planete existe et c'est la notre!

 

Il y a tres peu de métal dans la croute (silicates - aluminates) contrairement au noyau constitué essentiellement de fer et nickel.

 

La raison est simple le fer coule au centre de la terre par sa densité et les silicates flottent dessus et forment la croute. Si on a des gisement de métaux c'est essentiellement grace a l'eau qui permet leur concentration dans des zones bien precises par dissolution/ précipitation sous l'effet de paramètres physicochimiques : température, ph, oxygène ...

 

Dans l'écorce terrestre on a une proportion de metaux tres faible par rapport a la moyenne de l'ensemble de la terre. Inversement dans le noyau on a presque que du fer et du nickel

 

La lune étant a priori formée par arrachement du manteau et de l'ecorce terrestre lors d'un enorme impact, elle ne contient que tres peu de metal dans sa composition moyenne.

[charpy]

Concernant le relief c'est plus délicat. Il faut une certaine activité geologique pour faire du relief (tectonique, point chaud) et si possible climatique : liquide et glaciers (par forcement d'eau ca peut etre du c02 ou du methane) et pourquoi pas une atmosphère.

Il faut aussi une gravité beaucoup plus faible sinon tout s'écrase plus facilement sous son propre poids.

 

Mars est un bon exemple avec olympus mons et valles marineris

Modifié 9 mai 2019 par charpy

[Flo83Flo]

Merci pour vos réponses très intéressantes. 

Charpy, j'avoue que j'ai du mal à comprendre le mécanisme qui permet à l'eau d'engendrer la présence de gisements de métaux. Pourrais-tu développer sur ce phénomène stp ?

[charpy]

très général

Citation

Tous les minéraux de la surface terrestre sont constamment exposés à l'influence de l'atmosphère (O₂, CO₂), de l'hydrosphère (H₂O), aux variations de température ou à l'action des organismes vivants qui les décomposent ou les transforment en nouveaux minéraux, stables dans les conditions données. Ce processus est lent, mais ininterrompu et l'on appelle altération (voir par exemple l'Altération_du_granite. L'accumulation consécutive des minéraux utiles décomposés ou nouvellement formés aboutit à des gisements sédimentaires.

Les variations de température (soleil, gel) et les effets destructifs du froid (eau, glace) provoquent une décomposition mécanique des roches en minéraux différents. Ils peuvent se concentrer directement sur place, ou bien, sous l'action de la pesanteur, ils glissent sur les pentes (alluvions métallifères). L'or, le platine, la cassitérite, la wolframite, la magnétite, le grenat et d’autre encore se concentrent de cette manière ; il s’agit donc surtout de minéraux insolubles et qui s’oxydent difficilement.

Les minéraux résultant de la décomposition d’une roche peuvent encore être transportés par l’eau et le vent et déposés dans des endroits souvent très éloignés de leur lieu d’origine ; en même temps se produit un classement progressif des particules selon leur taille et leur poids spécifique. Les dépôts des minéraux par les cours d’eau donnent naissance aux gisements alluvionnaires. C’est là que se déposent les minéraux lourds, durs et résistants à l’abrasion et aux chocs. Le dépôt de minéraux utiles peut se produire également dans les lacs et les mers où les ont transportés les cours d’eau. Ainsi naissent différents gisement lacustres ou marins. C’est le cas, par exemple, des gisements d’or, de monazite ou de diamant. Des minéraux sensiblement plus légers tels que le quartz ou le feldspath peuvent également constituer des dépôts exploitables.

L’action de l’eau et des gaz atmosphériques, en même temps que l’érosion mécanique et la décomposition biologique aboutissant à l’altération chimique. Les minéraux se transforment ou se dissolvent pour donner naissance à des minéraux secondaire.

Par le lessivage de certains gisements de minéraux utiles, sous l’action des eaux de surface, il arrive qu’une partie des minéraux solubles soit entraînée, les minéraux non solubles restant sur place. Ainsi se forment des gisements résiduels. On peut prendre pour exemple les concentrations de minéraux qui naissent de la latérisation dans les régions chaudes et tropicales, où peuvent se constituer des dépôts de limonite, de nickel, de silicates, … On range dans les gisements résiduels les gisements de kaolinite résultant de l’altération chimique des roches feldspathiques. D’autres exemples de gisements résiduels sont ceux de phosphate, de gypse, … C’est le cas d’un grand nombre de gisements de fer, de cuivre, de manganèse, de vanadium, d’uranium, de phosphates, … Les deux types de gisements, gisements résiduels ou gisements d’infiltration sont souvent étroitement liés ; ce qui apparaît dans les nombreux exemples de certains regroupements de minéraux. Lors de l’altération des roches de surface (zone d’oxydation) se produit la transformation des combinaisons sulfureuses (pyrite, chalcopyrite, galène, sphalérite) en sels oxygénifères (malachite, azurite, goethite, cérusite).

Les produits d’altération chimique des minéraux entraînés dans les lacs et les mers peuvent, à la suite d'autres processus chimiques, précipiter et donner naissance à de nouveaux minéraux et à de nouveaux gisements. Ainsi se produisent non seulement la décomposition des minéraux à la surface sous l’influence des racines des végétaux (acide humique) avec production de phosphates, de pétroles, de charbons, …

 

 

en gros c'est les mécanismes qu'on a dans les tuyaux de plomberie : corrosion d'un coté et dépôt de tartre de l'autre. par le meme principe ça forme des gisements de métaux par dissolution d'un coté-> transport-> dépôt concentré ailleurs.

 

quand tu mets de l'eau sur une roche riche en sulfure de fer elle va s'acidifier et le dissoudre puis quand tu remonte cette ferrugineuse le fer et le manganèse se déposent au contact de l'air (ou d'une eau bien oxygénée). c'est très lents mais sur des millions d'années ça fini par faire de gros gisements.

sur la plage de la mine des sards en vendée on voit le phénomène en direct avec un ruisseau qui dépose progressivement une croute d'oxyde de fer!