Des scientifiques découvrent un nouveau minéral exotique forgé dans le four d’un volcan russe

Les volcans comptent parmi les phénomènes les plus destructeurs et les plus impressionnants de la planète. Mais ces fissures enflammées font bien plus que simplement détruire. Ils créent également.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs en Russie rapportent la découverte d’une de ces créations – un minéral inhabituel jamais documenté par les scientifiques: une substance cristallisée séduisante, vibrante de bleu et vert que l’équipe a appelée petrovite.

Le minéral a été trouvé dans le paysage volcanique de l’Extrême-Orient de la Russie, au sommet de la Volcan Tolbachik dans le Péninsule du Kamtchatka.

Croûtes cryptocristallines bleues de pétrovite. (Filatov et al., Mineralogical Magazine, 2020)

L’histoire éruptive de Tolbachik remonte à des milliers d’années, mais ces derniers temps, deux événements notables se sont démarqués: la «grande éruption de la fissure de Tolbachik» de 1975–1976, et un deuxième suivi, moins important, qui a eu lieu entre 2012–2013.

La force des éruptions lors du premier événement a déchiré de nombreux cônes de cendres dans le complexe volcanique, ouvrant un terrain rocheux qui a depuis été découvert comme une riche veine de gisements de fumerolles et de minéraux inconnus jamais vus ailleurs.

Au total, le volcan Tolbachik revendique 130 type de localité minéraux qui étaient identifié pour la première fois ici, dont le dernier en date est la pétrovite, un minéral sulfate qui prend la forme du bleu agrégats globulaires de cristaux tabulaires, beaucoup contenant des inclusions gazeuses.

Le spécimen étudié ici a été découvert en 2000, près du deuxième cône de cendre associé à l’éruption de 1975, et a été stocké pour une analyse ultérieure. Cela a peut-être été long à venir, mais cette analyse révèle maintenant que ce minéral d’un bleu vif présente des caractéristiques moléculaires particulières rarement vues auparavant.

L’atome de cuivre dans la structure cristalline de la pétrovite a une coordination inhabituelle et très rare de sept atomes d’oxygène, ” explique chercheur principal et cristallographe Stanislav Filatov de l’Université de Saint-Pétersbourg.

“Une telle coordination n’est caractéristique que de quelques composés, ainsi que de la saranchinaite.”

Grain individuel de petrovite. (Filatov et al., Mineralogical Magazine, 2020)

Saranchinaite, identifié il y a quelques années par une autre équipe de Saint-Pétersbourg, a également été découvert à Tolbachik – et, comme Petrovite, est d’une couleur frappante à part entière.

Dans le cas de la pétrovite, le minéral, que l’on pense cristalliser par précipitation directe à partir de gaz volcaniques, se présente sous forme de croûtes cryptocristallines bleues enveloppant une fine matière pyroclastique.

Au niveau chimique, la pétrovite représente un nouveau type de structure cristalline, bien que présentant des similitudes avec la saranchinaite, à partir de laquelle elle peut être produite, hypothétiquement parlant.

Notamment, le cadre moléculaire de la pétrovite – composé d’atomes d’oxygène, de soufre de sodium et de cuivre – est effectivement de nature poreuse, démontrant des voies interconnectées qui pourraient permettre aux ions sodium de migrer à travers la structure.

En raison de ce comportement – et si nous pouvons reproduire le cadre en laboratoire – l’équipe pense que cela pourrait conduire à des applications importantes en science des matériaux, permettant potentiellement de nouvelles façons de développer des cathodes à utiliser dans les batteries et les appareils électriques.

Structure cristalline montrant les voies de migration du sodium. (Filatov et al., Mineralogical Magazine, 2020)

“À l’heure actuelle, le plus gros problème pour cette utilisation est la petite quantité d’un métal de transition – le cuivre – dans la structure cristalline du minéral,” Filatov dit.

“Il pourrait être résolu en synthétisant un composé avec la même structure que la pétrovite en laboratoire.”

Les résultats sont rapportés dans Magazine minéralogique.