Des marqueurs géologiques

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juin 2018
Rémi Marsac présente la position des terres rares sur le tableau périodique des éléments.
Baptiste Cessieux

Pour les géologues, les terres rares permettent de suivre les évolutions de la terre.

Les terres rares gardent en mémoire la genèse du monde. En effet, les dix-sept terres rares sont partout. Dans les roches, les cours d’eau, les zones humides... En revanche, elles ne sont pas présentes à parts égales. En mettant côte à côte les quantités de chaque terre rare, on obtient une courbe : c’est la signature du milieu observé. Elle est riche d’enseignements, comme l’explique Rémi Marsac, chargé de recherche CNRS au laboratoire Géosciences, à l’Osur(1). « Par exemple, on peut observer un pic de concentration sur les terres rares les plus lourdes. Comme elles sont en quelque sorte “attirées” par les bactéries, on en déduit qu’il y avait de la vie à cet endroit, à l’époque où la roche s’est formée. » Ce n’est pas le seul exemple où les terres rares permettent de tracer l’histoire de la planète. « Le cérium est une autre terre rare, au fonctionnement très particulier. Il peut réagir avec l’oxygène pour former l’oxyde de cérium (CeO2). Si on l’observe, cela veut dire que l’oxygène était présent, lorsque cette roche était à la surface. » Les terres rares ne sont pas les seuls marqueurs géologiques. Elles font partie d’une large batterie de tests effectués lorsque les scientifiques prélèvent des “carottes” dans les sols.

Le parcours de l’eau

L’utilisation de cette “signature” terrestre ne s’arrête pas là. Elle explique aussi le parcours de l’eau. Comment ? Grâce au passage de l’eau dans la roche. L’eau entraîne avec elle de minuscules quantités de tous les éléments présents. Les terres rares, elles, ne sont que des ultratraces, de l’ordre d’une particule pour un trillion, mais cela reste suffisant pour pratiquer des analyses. « Une fois que l’on a récupéré la courbe de concentration des terres rares dans l’eau, on en déduit son parcours. Cela permet aux biologistes de comprendre le fonctionnement de l’aquifère et des réseaux d’approvisionnement des nappes phréatiques. » L’analyse révèle aussi les terres rares d’origine “humaine”. La signature d’un échantillon révélera alors une forte concentration, bien au-delà des valeurs naturelles. Pour quels effets ? Difficile à dire. « Il y a encore peu d’études d’impacts, note le chercheur. On commence tout juste à penser les terres rares comme des polluants, et à les analyser en tant que tels. Malgré tout, on peut déjà dire que moins un élément chimique est présent dans la nature, plus il est toxique. » En effet, lorsqu’un élément est rare, les organismes vivants n’ont pas appris à l’assimiler. Le problème, c’est lorsque la vie confond un métal connu avec un autre, qu’elle n’a jamais vu. En cherchant à l’assimiler selon son mode opératoire habituel, un organisme vivant peut alors s’empoisonner. Exactement comme un poisson qui gobe un sac plastique qu’il prend pour une méduse.

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Baptiste Cessieux

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