Uranium, l'élément radioactif qui alimente les centrales nucléaires et se trouve naturellement dans la croûte terrestre, est généralement extrait de grands gisements de grès profonds sous terre. L'uranium dans ces gisements, qui sont appelés fronts de rouleau, a longtemps été pensé pour se former sur des millions d'années via des réactions chimiques du soufre et d'autres composés non biologiques.

Ce manuel de géologie largement accepté est contesté par les biogéochimistes de l'Université d'État du Colorado dans une nouvelle étude publiée le 1er juin dans Communication Nature . Thomas Borch, professeur de sciences du sol et des cultures avec nominations conjointes en chimie et génie civil et environnemental, et Amrita Bhattacharyya, un ancien chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Borch, offrent la preuve d'une nouvelle histoire d'origine pour l'uranium piégé sous terre dans des fronts de rouleau. Bhattacharyya est le premier auteur de l'article, et est maintenant chercheur au Lawrence Berkeley National Laboratory.

« Vous savez que vous pourriez avoir une grande histoire lorsque vous découvrirez quelque chose qui obligera les gens à réécrire les manuels, " a déclaré Borch. " Nos résultats peuvent introduire un changement de paradigme dans la façon dont nous pensons à la genèse du minerai et à l'exploitation minière - des implications pour la santé humaine, aux pratiques de restauration, à la façon dont les sociétés minières calculent combien elles peuvent gagner sur un site donné. »

La sagesse conventionnelle nous a dit que l'uranium dans les gisements de minerai se trouve principalement sous forme d'uraninite, un minéral cristallin. Dans les années récentes, les scientifiques avaient découvert de nouvelles preuves que les bactéries - des micro-organismes vivants - pouvaient générer un autre type d'uranium réduit qui n'est pas cristallin et a des propriétés physiques et chimiques très différentes. Borch, travaillant sur une expérience indépendante étudiant la composition de l'uranium sur des sites minés et non minés dans le Wyoming, supposé que ce biogène (d'origine biologique), l'uranium non cristallin pourrait se trouver naturellement dans les gisements de minerai.

Découvrir, L'équipe de Borch a analysé des échantillons du front de roulement du Wyoming, en utilisant de nouvelles techniques, notamment la spectroscopie par rayonnement synchrotron et l'empreinte isotopique. Ils ont découvert que jusqu'à 89% de l'uranium de leurs échantillons de 650 pieds de profondeur n'était pas du tout de l'uraninite cristalline, mais plutôt, un uranium non cristallin lié à de la matière organique ou du carbonate inorganique. La plupart de l'uranium qu'ils ont trouvé dans ce site non exploité est estimé à 3 millions d'années, et formé par réduction par des micro-organismes - des microbes qui ne respirent pas sur l'oxygène, mais sur l'uranium.

Pour vérifier leurs résultats, l'équipe s'est associée à des experts du US Geological Survey, Institut de Minéralogie de l'Université Leibniz en Allemagne, et l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, qui sont tous devenus co-auteurs de l'article.

L'abondance de cet uranium biogénique non cristallin a des implications pour la réhabilitation environnementale des sites miniers, et pour les pratiques minières en général. Par exemple, l'uranium biogénique non cristallin est beaucoup plus susceptible de s'oxyder en une forme soluble dans l'eau que ses homologues cristallins. Cela pourrait avoir un impact sur la mobilité environnementale du composé et sa probabilité de contaminer un aquifère d'eau potable, dit Borch.

Borch dit que la plupart des États exigent que les mines épuisées soient restaurées dans des conditions préalables à l'exploitation minière. "Afin de revenir aux conditions d'avant-minage, nous devions mieux comprendre ces conditions pré-minières, " a déclaré Borch. " La ligne de base n'est peut-être pas ce que nous pensions qu'elle était. "

Bien qu'il existe maintenant des preuves solides des origines microbiennes de l'uranium à front de rouleau, ce qui est moins clair, c'est si les microbes qui fabriquent l'uranium aujourd'hui sont les mêmes que ceux qui l'ont formé dans la croûte terrestre il y a 3 millions d'années. "Mais nous savons par empreinte isotopique que l'uranium s'est formé par réduction microbienne, " dit Borch.

Les co-auteurs de Borch incluent Rizlan Bernier-Latmani, un scientifique en Suisse qui a développé les techniques d'empreintes isotopiques pour différencier l'uranium formé par des moyens microbiens ou chimiques.

Borch et ses collègues espèrent explorer les origines des gisements d'uranium en rouleau sur d'autres sites, afin d'évaluer l'importance globale de leurs conclusions.