Abondance relative des éléments dans la croûte

[Geb]

Bonsoir,

Je cherche des estimations de la composition de la croûte terrestre, les plus récentes comme les plus anciennes.

J'observe également que les données à ce sujet les plus souvent trouvées sur internet sont celles du géochimiste néo-zélandais Brian Mason (1917-2009), qu'il a publié dans ses "Principles of Geochemistry". Je n'ai pas eu accès aux quatre éditions de ce livre, mais je peux affirmer que les 2^e et 4^e (et dernière) éditions, datées de 1958 et 1982 respectivement, mentionnent les données suivantes (pour les atomes les plus abondants, en masse ; Mason, 1958, p. 44) :

- oxygène : 46,60 %,
- silicium : 27,72 %,
- aluminium : 8,13 %,
- fer : 5,00 %,
- calcium : 3,63 %,
- sodium: 2,83 %,
- potassium : 2,59 %,
- magnésium : 2,09 %,
- titane : 0,44 %,
- autres : 0,97 %.

Je suis aussi tombé sur l'estimation de Clarke & Washington (1924, p. 20), qui est déjà extrêmement similaire à celle de Mason (1958) :

- oxygène : 46,59 %,
- silicium : 27,72 %,
- aluminium : 8,13 %,
- fer : 5,01 %,
- calcium : 3,63 %,
- sodium: 2,85 %,
- potassium : 2,60 %,
- magnésium : 2,09 %,
- titane : 0,63 %,
- autres : 0,75 %.

Aussi, Mason (1958) évoque bien la "composition de la croûte terrestre", tandis que Clarke & Washington traitent plus modestement (?) de "composition des roches ignées". Dans quelle mesure ces deux expressions sont-elles synonymes, malgré l'extrême ressemblance des résultats ?

Cordialement.
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[MissJenny]

Aussi, Mason (1958) évoque bien la "composition de la croûte terrestre", tandis que Clarke & Washington traitent plus modestement (?) de "composition des roches ignées". Dans quelle mesure ces deux expressions sont-elles synonymes, malgré l'extrême ressemblance des résultats ?

c'est pas la même chose mais comme les roches sédimentaires proviennent des roches ignées, même si les minéraux sont différents la composition en atomes doit être à peu près la même.

[Tawahi-Kiwi]

Aussi, Mason (1958) évoque bien la "composition de la croûte terrestre", tandis que Clarke & Washington traitent plus modestement (?) de "composition des roches ignées". Dans quelle mesure ces deux expressions sont-elles synonymes, malgré l'extrême ressemblance des résultats ?

A mon avis, roches ignees ne se veut peut etre pas entierement au sens litteral, mais plutot au travers des notions anciennes de SiAl et de SiMa de l'epoque.
Ici, cela semble etre l'idee qu'il se faisait du SiAl. Ce n'est donc pas la composition de la croute terrestre, mais la croute continentale.
Clarke et les anciennes publications faisait cela sur base des analyses de roches a l'affleurement et leur proportion respective a la surface de la Terre. Par la suite, les estimations se sont faites surtout sur base de sediments (loess, shale, sediments fins, etc.).

...et avec nos connaissances actuelles, c'est ce que l'on considere comme l'UCC, la croute continentale superieure.

Pour une reference 'recente' avec des donnees historiques, voir Rudnick & Gao, 2004.



T-K

[Geb]

Bonsoir,

Je vous remercie pour ces éclaircissements.

Donc, en supposant qu'on prenne effectivement la liste des oxydes présentées dans le tableau 1 pour calculer ensuite un classement atome par atome (avec une simple "règle de trois"), peut-on supposer, vu leur quasi égalité, que la seule chose qui distingue le calcul de Mason de celui de Washington & Clarke, ce sont des masses atomiques légèrement différentes pour certains atomes ?

Mason (1958) prétend que les analyses de Washington & Clarke sont les plus fiables et il reprend les données brutes, avec un caveat :

Clarke and Washington have made an exhaustive study of the data available for computing an average composition of igneous rocks. The basis for their computations was Washington's compilation of 5159 "superior" analyses. [...] Clarke and Washington's estimate of the average composition of the crust, is, in effect, the composition of continental areas rather than the crust as this term has been used earlier in this chapter. The overall average of the 5159 analyses, recalculated to 100 with the elimination of H₂O and minor constituents, is as follows:

SiO₂: 60.18
Al₂O₃: 15.61
Fe₂O₃: 3.14
FeO: 3.88
MgO: 3.56
CaO: 5.17
Na₂O: 3.91
K₂O: 3.19
TiO₂: 1.06
P₂O₅: 0.30

Ce sont des valeurs différentes de celles présentées dans le tableau 1 de Rudnick & Gao (2004). Les valeurs de Mason (1958) correspondent bien a priori à un "recalcul". Mais, comme je l'ai mentionné dans mon premier message, Brian Mason arrive quand même en définitive à une composition "atome par atome" quasiment identique à celle présentée par Washington & Clarke (1924), à l'exception du titane et pour les éléments moins abondants que ce dernier (que j'ai rassemblés dans la mention "autres").

Cordialement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tawahi-Kiwi]

peut-on supposer, vu leur quasi égalité, que la seule chose qui distingue le calcul de Mason de celui de Washington & Clarke, ce sont des masses atomiques légèrement différentes pour certains atomes ?

En effet, c'est tellement similaire que c'est soit une affinement des masses molaires ou un ajustement des techniques analytiques de l'epoque.

L'autre hypothese (a verifier) est que la plupart des ces elements sont representes par un seul isotope pour plus de 90% de leur masse (et donc toute variation isotopique n'a qu'un effet mineur sur la masse atomique). Le magnesium-24 est 79%, le titane-48 a 74%. Je soupconne (aussi a verifier) que les variations isotopiques du magnesium (ex: δ26Mg) sont moins importantes dans ces techniques d'echantillonage que le titane (δ49Ti). Il n'est donc pas impossible que l'abondance naturelle (et donc le calcul de la masse atomique du titane) a varier plus au debut du siecle que les autres elements. est-ce que c'est suffisant pour expliquer cela. Je ne sais pas - sans doute pas, car c'est souvent de l'ordre de 0.1% ou moins.

T-K