Voyage en minéralogie : les minéraux de l’Anthropocène ?

Dans un précédent billet, je m’interrogeais sur les traces que laissera l’Humanité de son existence dans le Système solaire, et notamment dans les archives géologiques. Est-ce que, dans plusieurs millions d’années, des preuves de l’Anthropocène, cette période où les activités humaines ont un impact suffisant pour laisser une empreinte durable dans l’atmosphère, la biosphère et la lithosphère, seront détectables dans les strates souterraines ?

Les géologues Robert Hazen, Edward Grew, Marcus Origlieri et Robert Downs viennent de publier un article sur le sujet dans la revue American Mineralogist. Les auteurs de l’article partent de la question suivante: « Est-ce que les êtres humains jouent un rôle significatif dans l’évolution minérale de la Terre ? ». En d’autres termes, ils s’interrogent sur l’impact des activités humaines sur la diversité et sur la distribution des espèces minérales.

Ils  dressent un catalogue de 206 minéraux dont l’existence est due directement ou indirectement aux activités humaines et dont le caractère minéral est officiellement accepté. Cela représente 4 % des 5200 espèces minérales reconnues par l’Association internationale de minéralogie (IMA).

Un minéral est le plus souvent défini comme une formation cristalline naturelle étant composée d’une combinaison chimique et d’une structure cristalline uniques. C’est la définition adoptée pour l’instant par l’IMA. Une large partie des minéraux anthropogéniques, surtout les minéraux synthétiques produits industriellement, en est exclue.

Il s’agit là d’un argument de poids qui pourrait convaincre la Commission internationale de stratigraphie d’officialiser le terme (et l’époque) « Anthropocène ». En effet, les minéraux anthropogéniques, « naturels » ou synthétiques, dont la durée de vie s’estime en millions d’années, seront, sans doute, les derniers témoins de notre passage sur Terre. Mais qui sont-ils ?

Simonkolleite, minéral apparaissant dans les résidus de zinc (Fourneau de la raffinerie de zinc de Richelsdorf, Hesse, Allemagne. Source: Mindat.org)

Les minéraux de l’Anthropocène

Pour dresser leur catalogue des minéraux anthropogéniques, Hazen et ses collègues ont analysé le Handbook of Mineralogy et ont interrogé par mots-clés tels « artifact », « coal », « mine dump », « museum » ou « slag », les bases de données minéralogiques comme Mindat.org. Il en résulte deux grandes catégories de minéraux anthropogéniques.

Les minéraux créés involontairement par les activités humaines

La plupart des 206 minéraux reconnus par l’IMA et répertoriés dans l’article dans les tableaux 1A et 1B doivent leur existence aux industries extractives et métallurgiques. On les trouve sur les parois des galeries minières, sur les structures de soutènement de celles-ci, dans les terrils, haldes, crassiers et autres dépôts de résidus miniers ou dans les fourneaux des raffineries et des usines métallurgiques. Certains se sont également formés grâce aux infiltrations d’eau dans les mines ou à la suite d’incendies souterrains, notamment dans les mines de charbon, ou encore par leur exposition à l’air libre. D’autres encore peuvent apparaître naturellement mais ont pu bénéficier des températures et de l’humidité spécifiques au milieu miner. Dans ce cas de figure, les altérations de ces minéraux peuvent être considérées comme étant de nature anthropogénique.

C’est le cas par exemple des « minéraux du Laurion » (Attique, Grèce) comme la néalite, qui se sont formés à la suite de l’interaction entre les résidus miniers d’argent, de cuivre et de plomb, et l’eau de mer dans les mines antiques du Laurion.

Nealite. Minéral formé par l’interaction de l’eau de mer avec les résidus miniers des mines du Laurion, Grèce (Source: Mindat.org)

Ou de la marécottite qui est une altération post-minière de la pechblende dans les mines d’uranium des Marécottes dans le Valais suisse.

Marécottite. Altération de la pechblende dont est issu l’uranium (Source: Mindat.org)

Certains des minéraux listés résultent d’altérations d’artefacts archéologiques ou se sont formés sur des épaves sous-marines. C’est le cas, par exemple, de l’abhurite qui se développe uniquement sur de l’étain mis au contact de l’eau de mer. Quelques minéraux sont même apparus dans des sites d’extraction minière préhistoriques comme la wroewolfeite qui s’est développée sur les résidus des mines de l’Âge du Bronze (3000-1000 ACN) à Kaprun en Autriche.

Abhurite. Se crée uniquement sur de l’étain mis au contact de l’eau de mer. Ici, formation née sur l’épave du cargo SS Cheerful qui a sombré au large des Cornouailles en 1885 (Source: Mindat.org)

 

Wroewolfeite. Sulfate de cuivre hydraté qui s’est formé sur les résidus miniers d’une mine préhistorique de l’Âge du Bronze à Kaprun en Autriche (Source: Mindat.org)

Les « minéraux » synthétiques et produits artificiellement

À côté de ces minéraux « naturels » se trouvent également les formations minérales synthétiques produites artificiellement pour le commerce et l’industrie. C’est le cas, entre autres, des cristaux YAG (Yttrium-Aluminium-Grenat) utilisés pour les lasers, des puces et semi-conducteurs à base de silicium, des alliages métalliques ultra-résistants mais aussi de la porcelaine et du ciment Portland largement utilisé dans la construction depuis la fin du 19e siècle et le début du 20e siècle ou des gemmes artificielles comme les diamants industriels.

Le 20e siècle, en plus d’être celui de l’extraction massive des matières du sous-sol se révèle être également celui de la création de minéraux inconnus jusqu’alors sur Terre, à l’instar des OGM.

Barre de cristal YAG utilisé pour les lasers (Source: Wikipédia).

Ce que ces minéraux nous disent sur notre rapport à la Nature

La majorité des 5200 espèces minérales connues sont apparues sur Terre entre 4,5 milliards et 2,2 milliards d’années. Et encore, les deux tiers « naissent » durant la Grande Oxydation qui se déroule il y a 2,5-2,2 milliards d’années. Or, en à peine 250 ans si nous prenons le milieu du 18e siècle comme début de l’Anthropocène, 206 minéraux auraient été créés directement ou indirectement par les activités humaines, soit 4 % des espèces minérales connues. À ces minéraux s’ajoutent également les cristaux et matières minérales synthétiques.

Les auteurs de l’article constatent que la période entre le milieu du 18e siècle et aujourd’hui constitue un « punctuation event » dans l’histoire géologique de la Terre.

En 250 ans, soit un battement de cil dans l’histoire de notre planète, 4 % des espèces minérales connues sont nées. Le développement du secteur minier ainsi que l’industrialisation en sont les causes principales.

Bazhenovite. Minéral formé à la suite de la combustion des terrils de charbonnage (Terril du Trieu Kaisin, Montignies-sur-Sambre, Hainaut, Belgique. Source: Mindat.org).

De plus, l’Humanité a créé des formations minérales synthétiques qui n’existent nulle part dans le Système solaire, voire dans l’Univers. C’est une preuve majeure de l’influence des activités humaines sur la Nature. Les êtres humains contribuent de manière inédite dans l’histoire de notre planète à la diversité et à la distribution des minéraux sur Terre.

Par exemple, l’extraction et le commerce des métaux, minéraux et roches dépassent en ordre de grandeur et à une vitesse accélérée la répartition naturelle de ceux-ci par le mouvement des glaciers. Jamais auparavant dans l’histoire de l’Humanité autant de roches, de combustibles fossiles, de gemmes, de métaux et de minéraux n’ont été extrait du sous-sol et répartis sur l’ensemble du globe.

Les routes, les bâtiments, les bijoux et toutes les accumulations artificielles basées sur les minéraux sont vouées à disparaître sous leur forme actuelle mais dans plusieurs millions d’années, une trace de ces structures et de ces objets subsistera sous la forme de concentrations minérales dans les couches géologiques. Il en va de même pour les minéraux artificiels tels les cristaux YAG. Des géologues du futur trouveront dans ces traces un marqueur de l’Anthropocène. En tout cas, c’est tout ce qu’il restera de nos buildings, de nos parkings et de nos routes.

Sacs de ciment Portland. La composition unique de ce ciment et son utilisation globalisée laisseront des traces spécifiques dans les couches géologiques (Source: Wikipedia).

Les minéraux anthropogéniques prouvent que l’Humanité est une force géologique majeure à l’échelle de la Terre et qu’elle contribue, par ses activités, à la diversité des espèces inorganiques.

Hazen et ses collègues estiment même que leur étude n’a montré que la pointe de l’iceberg et que de nombreuses espèces minérales anthropogéniques restent encore à découvrir, par exemple dans les décharges où s’accumulent, entre autres, nos carcasses métalliques et nos batteries usagées.

Quel intérêt pour la recherche historique ?

L’article de Robert Hazen et de ses confrères ouvre de large perspective en histoire environnementale et en histoire des sciences. L’histoire de la découverte des minéraux anthropogéniques et de ses conséquences culturelles, économiques et politiques restent encore largement à faire. Arash Khazeni dans son étude sur l’extraction et le commerce de la turquoise dans l’histoire mondiale a ouvert la voie, bien qu’il s’agisse d’un minéral naturel. Son ouvrage constitue une référence au point de vue méthodologique pour mener ce type de recherche.

La plupart des minéraux répertoriés dans l’article se sont développés dans les mines et dans les fourneaux des usines métallurgiques. Il serait intéresser de voir dans les archives de ces industries, dans celles de l’Administration des Mines et dans les publications des sociétés géologiques et minéralogiques quand et comment sont perçus ces nouveaux minéraux ? Je pense particulièrement aux mines de charbon, de zinc et d’uranium où sont apparus de nombreux minéraux anthropogéniques.

Hoelite. Formation cristalline découverte dans des mines de charbon européennes (Source: Mindat.org).

L’étude du développement des savoirs minéralogiques, de la prospection, de l’exploitation et du commerce des minéraux au prisme de l’histoire environnementale devrait pouvoir nous éclairer sur l’entreprise de conquête du sous-sol entamée par l’Humanité depuis le milieu du 18e siècle et sur les fondements minéraux de l’Anthropocène. C’est un vaste chantier de recherche qui s’offre aux historien.ne.s.

 


Kevin Troch

Docteur en histoire environnementale de l'Université de Lille (IRHiS) et de l'Université de Namur (PolleN).

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