Dans une étude publiée dans la revue Nature Research Supports de communication , Chercheurs QUT Dr Christoph Schrank, Dr Oliver Gaede, de l'École des sciences de la Terre et de l'atmosphère, et Katherine Gioseffi, diplômée d'une maîtrise en sciences, s'est associée au Synchrotron australien et à des collègues de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud et de l'Université de Varsovie pour étudier comment le gypse se déshydrate beaucoup plus rapidement sous pression.

"La déshydratation est un processus dans lequel les minéraux se débarrassent de l'eau liée dans leurs réseaux cristallins en raison du chauffage, " a déclaré le Dr Schrank.

"La coquille rocheuse de notre planète, la lithosphère, contient de nombreuses roches riches en minéraux hydratés. L'eau produite par la déshydratation de la lithosphère a un impact énorme sur les processus géologiques tels que la formation des volcans, gisements de minerai, et les tremblements de terre."

Dans l'étude, les chercheurs ont utilisé une cellule haute pression unique avec diffusion des rayons X par transmission synchrotron qui utilise des rayons X extrêmement brillants pour révéler comment les échantillons de roche se transforment sous des températures et des pressions élevées à l'échelle du nanomètre (un milliardième de mètre).

Le synchrotron australien ANSTO, à Melbourne, est situé dans un bâtiment de la taille d'un stade de football et est capable d'utiliser des électrons pour produire des faisceaux de lumière intenses plus d'un million de fois plus brillants que le soleil.

Au centre de recherche, les faisceaux d'électrons traversent des tunnels juste en dessous de la vitesse de la lumière sur une orbite circulaire qui est « synchronisée » par l'application de champs magnétiques puissants.

Déshydratation minérale, également appelée calcination, est important dans les processus industriels. Pendant des siècles, les gens ont déshydraté le gypse (CaSO 4 ·2H 2 O) pour créer un hémihydrate (CaSO 4 ·0.5H 2 O), plus connu sous le nom de plâtre de Paris.

L'industrie de la construction produit environ 100 milliards de kg de plâtre de Paris chaque année pour des produits notamment le ciment et les mortiers, et il est utilisé dans des scénarios médicaux pour les plâtres pour l'immobilisation des os fracturés.

Il existe également un débat scientifique en cours sur les origines des grands gisements de gypse et d'hémihydrate sur Mars.

Dans cette étude, les chercheurs ont testé si la vitesse à laquelle la roche de gypse se déshydrate est influencée par de petits changements de contrainte, tels que les changements de pression dans le fonctionnement de la tectonique des plaques.

« À notre grande surprise, nous avons constaté que si nous avons serré nos échantillons avec un étau légèrement serré, les rochers perdaient leur eau deux fois plus vite que sans serrage, " a déclaré le Dr Gaede.

"Cette découverte a des implications importantes pour les processus géologiques. Lorsque les plaques tectoniques entrent en collision le long de leurs frontières, les contraintes tectoniques à l'intérieur des plaques s'accumulent lentement avec le temps."

Le Dr Schrank a déclaré que la nouvelle recherche suggère qu'une petite croissance du stress tectonique peut accélérer la libération d'eau dans les plaques et donc favoriser les tremblements de terre et la formation de nouveaux minéraux.

Les résultats de la recherche pourraient aider les ingénieurs à concevoir des processus de calcination plus économes en énergie.