Comment Les Métaux Les Plus Précieux Sont Créés Dans L’Espace

Aristote a dit un jour que l’or n’était que de l’eau solidifiée dans le sol et mélangée aux rayons du soleil... D’autres étaient persuadés que l’or pouvait être fabriqué à l’aide de la pierre philosophale. Lorsque les anciens Incas ont vu de l’or pour la première fois, ils ont imaginé que ce métal, tombant du ciel, était les larmes d’une divinité. Mais sa véritable origine semble en elle-même beaucoup plus spectaculaire. Rendons-nous dans un passé très lointain, à une époque où il n’y avait encore ni hommes ni animaux. Une époque où les dinosaures n’existaient même pas encore. Une époque où les formes de vie les plus simples commençaient tout juste à exister. Notre planète ressemblait alors à un immense chaudron remplis d’éléments chimiques. Les volcans, les tremblements de terre et les éclairs se déchaînaient en permanence. C’était il y a environ 3,9 milliards d’années.

Au cours de cette période, d’énormes astéroïdes ont traversé notre système solaire. Ils se sont abattus sur Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Il est possible que des astéroïdes soient également tombés sur la Lune et y aient laissé de grands cratères. Une véritable apocalypse s’est produite sur notre planète. Mais heureusement, personne ne l’a vue passer car il ne s’y trouvait pas encore de vie... En parallèle de cette destruction, les astéroïdes ont apporté avec eux des métaux. Mais y avait-il des minerais sur Terre avant cela ? Bien entendu !

Le noyau de notre planète est principalement constitué de métaux tels que le fer. De là, il se répand dans la croûte terrestre, se mêle au magma, entre en contact avec l’oxygène et se combine avec d’autres éléments. Mais comment ces derniers se sont-ils retrouvés dans notre noyau ? De simples atomes d’hydrogène et d’hélium ont fusionné et formé des éléments plus lourds à l’intérieur d’étoiles géantes. Puis des supernovæ se sont produites et ont formé de grands nuages de poussière et de gaz. Ces nuages ont atteint notre galaxie et ont commencé à tourner autour du Soleil. Au fil du temps, cette poussière et ces restes d’étoiles ont formé des planètes. L’une d’entre elles était notre Terre.

Les métaux qui reposent dans les entrailles de notre planète sont difficiles à obtenir. Et nous n’aurions pas la technologie dont nous disposons aujourd’hui sans cette pluie de météorites qui a constellé la surface de la Terre de minerais. Il existe deux théories. La première suggère que de puissantes explosions de supernovæ, loin dans notre Univers, ont formé la plupart des métaux de notre tableau périodique. Pendant l’explosion, une fusion nucléaire s’est produite, qui a créé des atomes d’or. Ensuite, l’onde de choc a projeté ces morceaux incandescents dans différentes directions. Ils ont volé pendant longtemps, ont refroidi dans l’espace glacial et ont atteint notre système solaire.

Une autre théorie affirme que l’or et d’autres métaux sont apparus des suites de la fusion de deux étoiles à neutrons. Il s’agit de puissantes étoiles, dont la taille est plusieurs fois inférieure à celle du Soleil, mais dont la masse est plusieurs fois supérieure à la sienne. Ce sont des objets dotés d’une force gravitationnelle et d’une densité colossales. Leur collision aurait généré un rayonnement gamma intense, capable de synthétiser de l’or.

En 2017, des astrophysiciens ont observé pour la première fois la collision de deux étoiles à neutrons. Ils ont enregistré des traces de métaux lourds, parmi lesquels de l’or, grâce à des détecteurs d’ondes gravitationnelles. Cette théorie semble donc plus probable.

Et si nous allions encore plus loin ? D’où viennent les étoiles ? Des nuages de poussière et de gaz sont dispersés dans l’Univers. Ils se mélangent, se combinent en une seule masse et grossissent comme une énorme boule de neige. Ils se pressent les uns les autres et génèrent une force gravitationnelle. Lorsque toute la matière s’effondre sur elle-même, elle commence à chauffer. Et cette poussée d’énergie crée alors une étoile. Certains physiciens supposent que les étoiles, au cours de leur vie, peuvent produire la plupart des éléments du tableau périodique. Si cette théorie est vraie, alors notre corps est également constitué de particules d’étoiles. Nous découlons peut-être d’une gigantesque supernova qui a explosé il y a des milliards d’années à l’autre bout de l’Univers. Plus de 50 ans se sont écoulés depuis l’apparition de cette théorie, mais personne ne l’a ni prouvée ni réfutée depuis...

Revenons à notre or. L’un des plus grands gisements d’or au monde se trouve en Afrique australe. Les scientifiques pensent que le précieux métal y est apparu il y a plus de 2 milliards d’années, après la chute d’une gigantesque météorite. Les scientifiques sont aussi persuadés que de l’or repose au fond des océans du monde entier. Entre 10 et 20 millions de tonnes de ce métal précieux pourraient se trouver sous les eaux. Mais il ne s’agit pas de grosses pépites, mais plutôt de minuscules particules dissoutes dans le liquide. L’extraction de cet or serait donc bien trop coûteuse...

Découvrons maintenant comment les gens extraient de l’or et le transforment en bijoux. Tout d’abord, il faut trouver des gisements d’or — de grandes parcelles de terre ou de roche à l’intérieur desquelles l’or est caché. Les mineurs emploient alors des pioches, des pelles et des machines pour extraire ces éclats brillants de la roche. Ces morceaux sont ensuite dissous dans un acide spécial, qui sépare l’or des autres solides. Ensuite, d’autres substances sont retirées du métal précieux par fusion ou par l’injection de gaz. Lorsque l’or est raffiné, on vérifie sa pureté, 99,9 % étant la valeur de référence. Et voilà le travail ! Ton or est prêt à servir. Il est possible de le transformer en bijoux ou en composants électroniques.

Les métaux les plus rares sur Terre proviennent également des étoiles. Il s’agit du rhodium et de l’iridium. Ils sont plusieurs fois plus chers que l’or — non en raison de leur beauté, mais de leur intérêt pratique. Par exemple, le rhodium et l’iridium peuvent rendre des gaz nocifs inoffensifs ; et 90 % de la demande de ce métal provient du marché automobile. Ces métaux sont utilisés dans la fabrication des catalyseurs, qui sont nécessaires pour réduire les gaz d’échappement nocifs. Lorsque les substances toxiques produites lors de la combustion du carburant entrent en contact avec ces métaux rares, elles deviennent ainsi plus sûres, puisqu’une micro-couche de rhodium et d’iridium est appliquée sur les parois du cylindre.

L’or, le platine, le rhodium et l’iridium sont les métaux les plus chers. Mais qu’en est-il des plus durables ? Il est un peu compliqué d’élire un grand vainqueur, car la résistance d’un métal dépend de 4 critères. Tout d’abord, il y a la résistance à la traction. C’est la capacité d’un métal à supporter la rupture. Par exemple, la pâte à modeler a une très faible résistance à la traction, car tu peux facilement l’étirer dans différentes directions. Au sein des métaux, c’est peut-être le tungstène qui est le plus difficile à étirer.

Un autre critère est la résistance à la compression. Il s’agit de la capacité d’un métal à résister à une pression quelconque. Et dans ce domaine, c’est le chrome qui est l’un des plus résistants. Le troisième critère de résistance des métaux est la limite d’élasticité. Pour la mesurer, il faut fabriquer une tige ou une poutre à partir de n’importe quel métal, puis essayer de la tordre et de la briser. Le métal qui présente la plus grande résistance aura ainsi une limite d’élasticité élevé. Et le titane semble tout indiqué pour cela. Le quatrième critère est la résistance aux chocs. Ce facteur montre à quel point le métal est résistant lorsqu’il tombe ou lorsqu’il est frappé. À cet égard, le fer enregistre d’excellents résultats. Chaque métal a ses propres points forts et ses propres faiblesses. Le chrome, par exemple, a une grande résistance à la compression, mais il résiste mal à la traction. C’est pourquoi l’industrie métallurgique fabrique des alliages de métaux pour combiner leurs forces.

Bon, nous avons appris à connaître les métaux les plus rares et les plus coûteux. Et qu’en est-il des autres éléments ? Quelle est la substance la plus rare au monde ? Eh bien voici l’astate — l’élément le plus rare de notre planète. Il y aurait au total environ 25 grammes de cette substance dans le monde entier ; et sa vitesse de désintégration est égale à la vitesse de sa formation. Par conséquent, la quantité de cette substance dans la nature ne change jamais.

On a théorisé cet élément dès la fin du XIXe siècle et on l’a découvert au début du XXe. Mais même aujourd’hui, après tant d’années, nous savons peu de choses sur celui-ci. En 1869, le créateur du tableau périodique, Dimitri Mendeleïev, a déduit qu’il existait une certaine substance, correspondant au numéro 85, au sein du groupe des halogènes. Ce groupe d’éléments non-métalliques comprend des substances telles que le fluor, le chlore, le brome et l’iode. L’astate est donc considéré comme le plus lourd de tous les halogènes connus et le plus semblable aux métaux. Il a un point de fusion bas et conduit mal la chaleur et l’électricité. Il est cassant à l’état solide et a une couleur sombre. Aujourd’hui encore, les scientifiques ne connaissent pas toutes ses propriétés. Il est presque impossible de le trouver dans la nature, mais les chimistes ont appris à le synthétiser artificiellement. On ne sait pas non plus comment exploiter cet élément car il est trop radioactif... Mais dans certains laboratoires, les chercheurs mènent des expériences en utilisant l’astate pour traiter les maladies thyroïdiennes.