Par Julia Ferrini | Mis à jour le 30 août 2022
L'altération est le processus naturel qui détruit les roches et les minéraux à leur emplacement d'origine. Bien que souvent confondue avec l’érosion, l’altération ne transporte pas de matière; l'érosion le déplace. L'altération des silicates, un sous-ensemble chimique de l'altération, joue un rôle central dans la formation de la surface de la Terre, la régulation des cycles biogéochimiques mondiaux et le maintien des nutriments des écosystèmes.
Les minéraux silicatés dominent la croûte terrestre, constituant environ 95 % de sa masse, et constituent l'épine dorsale de la plupart des roches ignées, sédimentaires et métamorphiques. Si vous prélevez un échantillon de granit ou de basalte commun, vous tenez presque certainement une roche silicatée.
Chaque minéral silicaté est construit autour d’un tétraèdre silicium-oxygène :un atome de silicium lié à quatre atomes d’oxygène aux coins d’un tétraèdre. Ces tétraèdres se lient entre eux pour former des chaînes, des feuillets ou des charpentes tridimensionnelles, conférant aux silicates leurs diverses structures et propriétés. Les silicates représentent environ 25 % de tous les minéraux connus et 40 % des plus abondants.
L'altération se produit grâce à des forces physiques, chimiques et biologiques, qui peuvent agir indépendamment ou en synergie.
Les chercheurs SigurdurR.Gislason (Institut des sciences de la Terre, Islande) et EricH.Oelkers (Géochimie et Biogéochimie Experimentale, France) ont montré que l'altération des silicates agit comme un thermostat à long terme. En convertissant le CO₂ atmosphérique en minéraux carbonatés stables, il élimine les gaz à effet de serre de l’atmosphère sur des échelles de temps géologiques. Environ un tiers de cette diminution du CO₂ se produit sur les îles volcaniques et les terrains continentaux, en grande partie dû à l’altération rapide du basalte. La température est un modulateur clé :une augmentation de 1°C augmente les taux d’altération chimique d’environ 10 %. Cependant, de nombreux silicates sont liés à des minéraux composites comme les argiles, ce qui ralentit la dissolution et rend leur altération fortement dépendante du climat.
Environ 90 % des roches exposées en surface sont des silicates. Leur altération libère des nutriments essentiels qui nourrissent les communautés végétales, reliant directement la géologie à la productivité des écosystèmes. Alors que l’altération des silicates stabilise finalement le CO₂ atmosphérique, le processus se déroule sur des échelles de temps de plusieurs millions d’années. Même avec une altération accélérée, les niveaux de CO₂ devraient rester supérieurs aux concentrations préindustrielles dans un avenir prévisible, soulignant l'importance d'une gestion équilibrée du climat.
En résumé, l'altération des silicates est la pierre angulaire du système dynamique de la Terre :elle régule le climat, entretient la vie et sculpte la croûte terrestre.