Les roches ignées se forment à partir du refroidissement et du durcissement d’un magma fondu dans de nombreux environnements différents. Ces roches sont identifiées par leur composition et leur texture. On connaît plus de 700 types différents de roches ignées.
Composition du magma
La roche sous la surface de la Terre est parfois chauffée à des températures suffisamment élevées pour qu’elle fonde et crée du magma. Les différents magmas ont une composition différente et contiennent tous les éléments qui se trouvaient dans la roche qui a fondu. Les magmas contiennent également des gaz. Les principaux éléments sont les mêmes que ceux que l’on trouve dans la croûte terrestre. Le fait que la roche fonde pour créer un magma dépend :
- de la température : La température augmente avec la profondeur, donc la fusion est plus susceptible de se produire à de plus grandes profondeurs.
- Pression : La pression augmente avec la profondeur, mais une pression accrue augmente la température de fusion, donc la fusion est moins susceptible de se produire à des pressions plus élevées.
- Eau : L’ajout d’eau modifie le point de fusion de la roche. Plus la quantité d’eau augmente, plus le point de fusion diminue.
- Composition de la roche : Les minéraux fondent à différentes températures, la température doit donc être suffisamment élevée pour faire fondre au moins certains minéraux de la roche. Le premier minéral à fondre d’une roche sera le quartz (s’il est présent) et le dernier sera l’olivine (s’il est présent).
Les différents contextes géologiques qui produisent des conditions variables dans lesquelles les roches fondent seront abordés dans le chapitre « Tectonique des plaques ». Lorsqu’une roche se réchauffe, les minéraux qui fondent aux températures les plus basses fondent en premier. La fusion partielle se produit lorsque la température d’une roche est suffisamment élevée pour ne faire fondre que certains des minéraux qu’elle contient. Les minéraux qui fondront seront ceux qui fondent à des températures plus basses. La cristallisation fractionnée est l’opposé de la fusion partielle. Ce processus décrit la cristallisation de différents minéraux lors du refroidissement du magma.
La série de réactions de Bowen indique les températures auxquelles les minéraux fondent ou cristallisent. La compréhension de la façon dont les atomes s’assemblent pour former les minéraux permet de comprendre comment se forment les différentes roches ignées. La série de réactions de Bowen explique également pourquoi certains minéraux se trouvent toujours ensemble et d’autres jamais.
Si le liquide se sépare des solides à un moment quelconque de la fusion partielle ou de la cristallisation fractionnée, la composition chimique du liquide et du solide sera différente. Lorsque ce liquide cristallise, la roche ignée qui en résulte aura une composition différente de celle de la roche mère.
Roche ignée intrusive
Les roches ignées sont dites intrusives lorsqu’elles refroidissent et se solidifient sous la surface. Les roches intrusives forment des plutons et sont donc aussi appelées plutoniques. Un pluton est un corps rocheux intrusif igné qui s’est refroidi dans la croûte terrestre. Lorsque le magma se refroidit dans la Terre, le refroidissement se fait lentement. Le refroidissement lent laisse le temps aux grands cristaux de se former, de sorte que les roches ignées intrusives présentent des cristaux visibles. Le granite est la roche ignée intrusive la plus courante. Les roches ignées constituent la plupart des roches de la Terre. La plupart des roches ignées sont enfouies sous la surface et recouvertes de roches sédimentaires, ou sont enfouies sous l’eau des océans. Dans certains endroits, des processus géologiques ont fait remonter des roches ignées à la surface. Le Yosemite est un exemple classique de roche ignée intrusive. Le magma en fusion n’a jamais atteint la surface de la Terre, de sorte que le matériau en fusion a eu des millions d’années pour se refroidir lentement et former du granite. Plus tard, les forces géologiques et l’érosion ont fait que ces plutons de granite sont remontés à la surface tels qu’ils sont aujourd’hui.
Roche ignée extrusive
Les roches ignées sont dites extrusives lorsqu’elles se refroidissent et se solidifient au-dessus de la surface. Ces roches se forment généralement à partir d’un volcan, elles sont donc aussi appelées roches volcaniques. Les roches ignées extrusives se refroidissent beaucoup plus rapidement que les roches intrusives. La vitesse de refroidissement et la teneur en gaz créent une variété de textures rocheuses. Les laves qui se refroidissent extrêmement rapidement peuvent avoir une texture vitreuse. Celles qui ont de nombreux trous de bulles de gaz ont une texture vésiculaire.
Utilisation humaine des roches ignées
Les roches ignées ont une grande variété d’utilisations. Une utilisation importante est celle de pierre pour les bâtiments et les statues. Le granit est utilisé à ces deux fins et est populaire pour les comptoirs de cuisine. La pierre ponce est couramment utilisée comme abrasif. Elle sert à lisser la peau ou à gratter la saleté dans la maison. Lorsqu’on place la pierre ponce dans des machines à laver géantes avec des jeans neufs et qu’on les fait culbuter, on obtient des jeans « lavés à la pierre ». La pierre ponce broyée est parfois ajoutée au dentifrice afin de servir de matériau abrasif pour le nettoyage des dents. La péridotite est parfois extraite du péridot, un type d’olivine utilisé en joaillerie. La diorite a été largement utilisée par les civilisations anciennes pour la fabrication de vases et d’autres objets d’art décoratifs et est encore utilisée pour l’art aujourd’hui.