Des édifices ordonnés : les cristaux
Une longue histoire de la matière
Voir : Organisation de la matière et le Vivant
Les cristaux sont une structure ordonnée de la matière
Rappelons que les cristaux sont une forme ordonnée de la matière. Les composants sont organisés dans l’espace à la différence de la matière amorphe où ils sont désordonnés (liquide, gaz, verre).
Les cristaux qui nous paraîtrons les plus simples sont ceux basés sur le système cubique. Le cube et ses troncatures sont autant de formes prises par de tels cristaux. Le Sel gemme ou Halite ➚, la [Pyrite ➚➚] (Or des fous) par exemple ont des cristaux selon la maille cubique. C’est aussi le cas du [Diamant ➚➚] qui est la forme cristallisée du carbone. Le carbone cristallise aussi selon une maille hexagonale. Ceci donne du Graphite. Ainsi la cristallisation peut différer pour des composants chimiques pourtant identiques. On parle d’allotropie. Il existe seulement sept formes de cristallisation ➚ dont la maille cubique et la maille hexagonale que nous venons de voir. Les cristaux forment les minéraux, composants de nombreuses roches.
Une roche est souvent l’association d’un ou plusieurs minéraux. Par exemple la Péridotite est une roche formée de Péridots (un seul type de minéral) ; le Granite est une roche bien connue qui contient toujours associés du Quartz, du Feldspath et du Micas. On trouve des structures cristallines chez les êtres vivants. Les coquilles des Mollusques, le squelette des Vertébrés, les calculs rénaux… sont autant de cristaux produits par les animaux par exemple. Certains fossiles sont formés de cristaux qui au cours du temps ont remplacé les molécules d’origine. C’est le cas des Ammonites pyritisées.
Lors du refroidissement de la lave, une partie des composants a le temps de cristalliser et de former des minéraux, mais une autre partie n’y arrive pas et forme ce que l’on appelle le verre volcanique. L’Obsidienne est composée uniquement de verre volcanique, elle ne contient pas de cristaux ; c’est le cas d’une lave qui a refroidit très vite. Le Basalte contient de l’Olivine, des Péridots, de l’Amphibole, du Pyroxène et des Feldspaths, ainsi que du verre. Cette roche n’est donc cristallisée qu’en partie. Le verre est un solide amorphe et correspond à des composants qui n’ont pas pris de forme cristalline. En profondeur, dans la croûte terrestre le magma se refroidit doucement et cristallise en totalité. Le Granite est un exemple de possible cristallisation totale de lave en profondeur. Il ne contient pas de verre : tous les composants sont formés en cristaux.
La matière cristallisée est ordonnée de la maille au cristal qui ont la même structure et elle entre dans la composition des roches.
Conclusion
La matière peut être amorphe ou ordonnée, auquel cas elle est cristallisée. Les cristaux peuvent prendre la forme de cube ou s’organiser selon d’autres volumes géométriques. Il existe sept mailles cristallines. Les mailles ont la même forme que les minéraux résultants. Une roche contient souvent un ou plusieurs minéraux. Les êtres vivants peuvent aussi fabriquer de la matière cristallisée. A noter que les roches volcaniques sont à la fois formées de matière amorphe, le verre volcanique, et de minéraux. Des minéraux ne se forment correctement que si le magma se refroidit doucement.
