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Pourquoi les pierres ne brûlent-elles pas ? – Luke, 4 ans, New Market, New Hampshire
Bien que de nombreuses roches ne brûlent pas, certaines le font. Cela dépend de la composition des roches – et cela est lié à la façon dont elles se sont formées.
Il existe trois principaux types de roches : igné, sédimentaire et métamorphique. Ces roches sont constituées de minéraux qui ont tous des caractéristiques différentes. Certains se fondront dans magma ou lave – roche liquide super chaude – lorsqu’elles sont exposées à la chaleur. D’autres prendront feu.
Des pierres qui brûlent lorsqu’elles sont chauffées brûlent. Cela signifie que les éléments à l’intérieur des roches réagissent avec l’oxygène de l’air pour produire de la chaleur et de la lumière, sous forme de flammes.
Les éléments soufre, carbone et hydrogène réagissent facilement avec l’oxygène. Les roches qui contiennent ces éléments sont combustibles. Sans ces éléments à l’intérieur, les roches exposées à suffisamment de chaleur fondront au lieu de prendre feu.
Comment se forment les roches
Roches ignées se forment lorsque le magma souterrain ou la lave d’un volcan se refroidit et se cristallise en un matériau solide. Ces roches sont principalement constituées de minéraux silicatés qui cristallisent à des températures allant de 1 300 degrés Fahrenheit (700 degrés Celsius) jusqu’à jusqu’à 2 400 F (1 300 C).
Les roches ignées contiennent peu ou pas d’éléments combustibles. Et il est très difficile de les refondre en magma parce qu’ils cristallisent à des températures aussi élevées – il faudrait le type d’incinérateur de haute technologie que les villes utilisent pour brûler les déchets pour y parvenir.
Roches sédimentaires ont une histoire de formation très différente. Ils se forment à partir de morceaux de roches brisées, de minéraux, parfois de matières végétales ou animales, et aussi de cristaux laissés par l’évaporation de l’eau, comme le calcaire qui se forme dans les bouilloires et les baignoires.
Siyavula Education / Flickr, CC PAR
Il y a beaucoup de soufre, carbone et hydrogène dans les êtres vivants. En fait, ce sont trois des six éléments essentiels de la vie sur Terre. Les morceaux de matière organique, en particulier les plantes mortes, sont également combustibles et permettent aux roches de brûler.
Le dernier groupe de roches s’appelle métamorphique, car ces roches se forment lorsque beaucoup de chaleur et de pression transforment les roches existantes en de nouveaux types sans les faire fondre ni les brûler. « Métamorphose » vient du grec ancien et signifie « transformation ». Par exemple, le marbre que vous pourriez voir dans les comptoirs de cuisine ou les statues provient de calcaire qui a été transformé sous une chaleur et une pression intenses en profondeur.
La roche que les humains brûlent : le charbon
Les roches métamorphiques formées à partir de roches ignées ne contiendront pas les éléments combustibles – ceux qui brûlent – mais les roches métamorphiques fabriquées à partir de roches sédimentaires pourraient le faire. Un exemple familier est charbon anthracite, composé presque entièrement de carbone. Il s’est formé lorsque des plantes mortes sont tombées dans les marécages il y a très, très longtemps, ont été enterrées par du sable ou de la boue et ont finalement été comprimées sur des centaines de millions d’années dans le charbon.
Jakec/Wikipédia, CC BY-SA
Il existe de nombreux gisements de charbon dans le monde. Parfois même le charbon prend feu alors qu’il est encore dans le sol. La cause peut être naturelle, comme un coup de foudre, ou des activités humaines comme l’exploitation minière.
À Centralia, en Pennsylvanie, une ancienne ville minière, un filon de charbon a été brûlé depuis plus de 50 ans. Il existe d’autres incendies de veines de charbon actifs dans des endroits du monde, notamment Zimbabwe en Afrique et Jharia en Inde.
Si le carbone est comprimé avec encore plus de pression qu’il n’en faut pour fabriquer du charbon, vous obtenez éventuellement des diamants – le minéral le plus dur que l’on trouve dans la nature. En 1772, le chimiste français Antoine Lavoisier prouvé que les diamants pouvaient brûler quand il brûlé un avec une loupe.
Avec suffisamment de patience, vous pourriez brûler un diamant dans la flamme d’une bougie. Mais comme les diamants sont assez chers, il vaut mieux s’en tenir à brûler d’autres choses en carbonecomme feuilles sous une loupeou des bâtons et des guimauves dans un feu de camp, à la place.
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