par Richard Herrington, chef des sciences de la Terre

Au Muséum d’histoire naturelle, notre travail est basé sur la collection scientifique pour soutenir la recherche sur le monde naturel. Dans nos collections, nous détenons des éléments chimiques naturels sous de nombreuses formes, composés et combinaisons différents. Ainsi, avec beaucoup d’autres, nous marquons les 150 ans de la publication du tableau périodique en 1869 par le chimiste russe Dmitri Mendeleev en célébrant l’Année internationale du tableau périodique. Nous avons l’intention de couvrir tous les éléments de nos collections dans un blog, en commençant par l’osmium, le rhodium et l’iridium.

Pourquoi devrions-nous célébrer le tableau périodique ? Pour des millions de personnes, il est immédiatement reconnaissable, une façon rationnelle et intrigante de présenter les éléments, une icône pour la chimie et la science au sens large. En termes scientifiques, le tableau périodique est une présentation visuelle et logique des éléments chimiques sur la base de leur poids atomique et de leurs propriétés communes. Mendeleïev a organisé les éléments connus d’une manière qui lui a permis de prédire l’apparition d’éléments non encore découverts. Bien que le nombre d’éléments stables naturels soit limité à 91 (l’uranium est l’élément naturel le plus lourd que l’on trouve en quantités significatives sur la planète), les scientifiques ont depuis créé d’autres éléments radioactifs artificiels transitoires en utilisant la fusion nucléaire et nous avons maintenant un tableau périodique contenant plus de 100 éléments.

La Terre n’est pas un simple globe homogène. Son noyau central est entouré d’un manteau qui est lui-même entouré de la croûte. À l’intérieur de chacune de ces différentes couches, les éléments sont inégalement répartis dans différents matériaux et roches. En particulier, les éléments se trouvent dans différentes proportions et combinaisons au sein de composés chimiques de composition unique, composés que nous appelons minéraux. La partie extérieure de la Terre sur laquelle nous vivons – la croûte – est constituée de minéraux dominés par des éléments communs tels que le silicium, l’aluminium, le fer, le calcium, le potassium, le sodium et le magnésium dans des composés avec l’oxygène et l’hydrogène. D’autres éléments sont beaucoup plus rares dans la croûte et, là encore, on ne les trouve que dans des minéraux très spécifiques à des endroits particuliers.

Les éléments les plus rares de la croûte terrestre sont les métaux du groupe du platine. Ceux-ci sont concentrés dans le manteau profond de la Terre (jusqu’à 2 890 km sous la surface) mais sont également courants dans les météorites métalliques : des fragments de matériel planétaire primitif. Ces métaux du groupe du platine sont si rares et si chimiquement inertes qu’ils n’ont pas été isolés des minéraux qui les contenaient avant le début du 19ème siècle, avec des travaux importants entrepris par les scientifiques britanniques William Hyde Wollaston et Smithson Tennant.

Les collections du Musée d’histoire naturelle contiennent des concentrés de palladium (Pd), de platine (Pt), d’osmium (Os) et d’iridium (Ir) – qui sont probablement liés à certains des premiers travaux, y compris la découverte de ces éléments par Wollaston et Tennant au début des années 1800. Ces éléments sont actuellement étudiés par nos conservateurs afin de déterminer comment ces échantillons sont arrivés dans la collection et quelle est leur réelle importance historique.

L’osmium, le rhodium et l’iridium sont probablement les métaux les plus rares que l’on trouve dans la croûte terrestre, avec des concentrations moyennes de 0,0001, 0,0002 et 0,0003 parties par million en poids respectivement. Ces métaux très rares sont maintenant très importants industriellement et commandent des prix très élevés, le rhodium étant le métal le plus cher avec plus de deux fois la valeur de l’or.

Depuis la découverte initiale de ces métaux ultra-rare du groupe du platine, la recherche dans les collections du NHM en utilisant des analyses de pointe donne encore occasionnellement de nouveaux minéraux contenant ces éléments rares. Les éléments insaisissables rhodium et iridium ont été découverts dans un minéral caché dans la collection en 1983 par le chercheur du NHM, Alan Criddle. Alan a nommé ce minéral bowieite d’après Stanley Bowie, ancien directeur adjoint de ce qui est aujourd’hui le British Geological Survey, et le spécimen de la collection du NHM dans lequel il a été découvert devient maintenant le « spécimen type » (le spécimen de référence scientifique définitif) pour toutes les autres recherches qui suivent, que ce soit au musée, dans les universités, les instituts de recherche ou l’industrie.