Parce que la Terre est essentiellement un système fermé, il y a une quantité finie de matière sur la planète et dans son atmosphère. Toute la matière que nous avons maintenant, c’est toute la question qu’il y aura probablement jamais sur Terre. Il n’y aurait de matière supplémentaire que si, par exemple, la Terre devait être bombardée par des météorites et que leur matière était incorporée à la Terre.

Figure 18 : Dans cet exemple de la loi de conservation de la masse, les deux réactifs chimiques sont mélangés pour former des produits différents. La forme chimique de la matière a changé, mais pas la masse totale. 1

La loi de conservation de la masse stipule que la matière ne peut être ni créée ni détruite. Il peut être modifié et sa composition peut être réorganisée pour former différents matériaux, mais la quantité totale de matière est conservée grâce à ces processus (figure 18). Cela signifie qu’il y a toujours eu la même quantité d’hydrogène, d’oxygène, de carbone et de tous les autres éléments contenus dans la Terre et son atmosphère, bien que les éléments changent de forme et se redistribuent à travers les différentes sphères à travers des cycles biogéochimiques.

Plus récemment, les humains ont maîtrisé les processus de changement et de réorganisation d’une grande partie de la matière qui existe à la surface de la Terre. Cela signifie que les humains peuvent modifier la matière à leurs propres fins. Cependant, il y a un danger à modifier la matière selon les besoins et les désirs humains. La valeur, la disponibilité et la productivité de la matière finie sur Terre peuvent être réduites en raison de la pollution et / ou de la surexploitation. De plus, chaque fois que nous transformons industriellement une ressource naturelle, nous risquons de le faire de manière irréversible. Cela signifie qu’une ressource naturelle peut être modifiée à un point tel qu’elle ne rentre pas facilement dans les cycles biogéochimiques naturels.

Les éléments utilisés pour synthétiser le plastique en sont un excellent exemple. Les plastiques sont constitués de grandes chaînes de molécules de carbone qui sont liées à d’autres chaînes de carbone. Lors de la synthèse des plastiques, des éléments supplémentaires sont introduits, comme l’hydrogène, l’oxygène, l’azote, le chlore, le fluor ou le soufre, ce qui fait que les chaînes de carbone prennent différentes propriétés, résultant en différents types de plastiques. Par exemple, le chlorure de polyvinyle (PVC), qui est utilisé pour fabriquer des tuyaux de plomberie, contient des atomes de chlore. Le téflon, utilisé comme surface antiadhésive à l’intérieur des casseroles de cuisson, se forme lorsque du fluor est ajouté à la matrice de la chaîne carbonée.

Figure 19 : Un poisson Mahi Mahi capturé dans l’océan Atlantique au large de la côte sud-est de la Floride, États-Unis et dont l’estomac contenait un grand capuchon en plastique pour aérosol. 2

Une matière trop altérée (forme non naturelle) perturbe les cycles naturels des planètes, qui sont tous interconnectés. Par exemple, les éléments qui sont liés aux plastiques restent retirés des cycles biogéochimiques naturels pendant des décennies à des centaines d’années car le plastique ne se décompose pas. Le plastique est un matériau relativement nouveau et créé par l’homme sur Terre. En tant que tel, aucun décomposeur bactérien n’a développé d’enzymes qui peuvent décomposer le matériau, et de même, aucun animal n’a les enzymes pour le digérer. Par conséquent, les déchets plastiques ne sont pas biodégradables et se sont accumulés dans les décharges et dans les océans. Les créatures marines de toutes sortes ingèrent des déchets plastiques (figure 19), qui s’accumulent dans leurs tripes, perturbant leur digestion.

Bien que le plastique ne soit pas biodégradable, il peut être brisé mécaniquement, altéré et érodé en particules de plastique plus fines au fil des décennies. Au cours de ce processus, le plastique érodé laisse échapper des produits chimiques toxiques connus sous le nom de cancérigènes dans l’océan, qui sont également consommés par les poissons, les baleines, les oiseaux marins, les phoques et d’autres créatures marines, ce qui pose un autre type de menace pour la santé de leur survie.

Le processus de transformation de la matière de son état naturel en un nouveau matériau fabriqué par l’homme peut produire des déchets résistants à la pourriture ainsi que des sous-produits dangereux (comme avec le plastique). Si les matériaux utilisés et les sous-produits industriels n’ont aucune utilisation commerciale actuelle, ils sont tous les deux jetés en tant que déchets. Les déchets en général perturbent fortement les processus naturels. Les déchets se présentent sous forme gazeuse, liquide et solide et contaminent l’air, l’eau, le sol et les organismes vivants. Le reste de cette section décrira comment l’extraction, la transformation et les déchets des ressources naturelles affectent l’atmosphère, l’hydrosphère et la biosphère de la Terre.

L’atmosphère

L’atmosphère est composée d’un mélange de différents gaz. Les plus essentiels au maintien de la vie sont l’azote (N2), l’oxygène (O2), le dioxyde de carbone (CO2), et la vapeur d’eau (H2O). Les animaux et les plantes ont besoin d’oxygène pour la respiration cellulaire. L’azote est nécessaire en tant que composant structurel de tous les acides aminés, qui sont les éléments constitutifs des protéines des plantes et des animaux. Le dioxyde de carbone est la principale source de carbone pour les plantes qui, à leur tour, fournissent du carbone organique sous forme de glucides, de protéines et de lipides au reste du réseau alimentaire. L’eau est essentielle à toute vie et constitue la majorité de la masse tissulaire des plantes (jusqu’à 95%) et des animaux (environ 57%).

Comme déjà discuté dans la section précédente sur le cycle du carbone, l’extraction d’anciens réservoirs géologiques de combustibles fossiles organiques à base de C et leur combustion pour alimenter nos économies mondiales ont entraîné une élévation des niveaux de CO2 atmosphérique qui entraînent le changement climatique et l’acidification des océans. En conséquence, le cycle du carbone de la Terre est dangereusement déséquilibré.

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Il y aura une discussion approfondie de l’impact sur le cycle du carbone de l’extraction et de l’utilisation des combustibles fossiles pour l’énergie dans le chapitre sur les changements climatiques.

L’azote est le gaz le plus abondant dans l’atmosphère, comprenant 78% de toutes les molécules de notre air. Rappelons que grâce à la fixation microbienne de l’azote, le N 2 dans l’atmosphère est converti en une forme biodisponible (NH3) pour l’absorption par les plantes. Avant la Première Guerre mondiale (1914-1918), le seul nouvel azote trouvé dans les sols provenait de ces fixateurs d’azote naturels, et la production agricole était limitée par des concentrations inadéquates d’azote du sol biodisponible.

Cependant, au début du 20ème siècle, l’homme a développé un moyen de fixer le N2 grâce à un processus industriel. Le processus utilise l’énergie pour séparer les deux atomes d’azote, puis combine les atomes d’azote avec une source d’hydrogène (H2) pour former de l’ammoniac (NH3).Ce processus, appelé processus Haber-Bosch (du nom des deux chimistes allemands qui l’ont développé), a permis la production d’engrais synthétiques pour les cultures, ce qui a multiplié la production agricole à son tour.

Entre 1960 et aujourd’hui, la quantité d’azote biologiquement disponible sur Terre a presque triplé par rapport au niveau normal de référence trouvé dans les systèmes naturels, en raison de la synthèse humaine d’engrais. Chaque année, nous extrayons plus de 120 millions de tonnes d’azote inerte (N2) de l’atmosphère et le transformons en ammoniac (NH3) pour fabriquer des engrais destinés à l’agriculture. Cela a été le principal facteur contribuant à déséquilibrer considérablement le cycle de l’azote de la Terre.

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Découvrez la zone morte du golfe du Mexique dans ce court métrage.

Aujourd’hui, les engrais sont si abondants et peu coûteux qu’ils sont appliqués en excès aux cultures du monde entier. Étant donné que l’engrais appliqué n’est pas entièrement utilisé par les cultures, les éléments en excès sont éliminés des champs agricoles par la pluie et pénètrent dans les cours d’eau, et finissent par se retrouver dans les océans.

Le ruissellement d’azote provoque indirectement l’anoxie et la mort massive de plantes et d’animaux dans les zones côtières océaniques appelées « zones mortes » (figure 20). Pour une explication détaillée des zones mortes, reportez-vous au prochain chapitre sur l’eau.

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Figure 20 : Plus de 400 zones côtières mortes se trouvent dans le monde ; les zones eutrophiques sont hautement enrichies en nutriments et risquent de devenir hypoxiques. Pour plus d’informations, consultez cette carte interactive. 3

L’hydrosphère

L’hydrosphère est constituée de toute l’eau sur Terre, y compris l’eau de l’atmosphère. Comme mentionné précédemment, l’eau est essentielle pour soutenir toutes les formes de vie. Cependant, de toute l’eau sur Terre, seulement 2,5% est de l’eau douce, c’est-à-dire de l’eau propice au maintien de la vie humaine. La plupart de nos précieuses eaux douces se trouvent dans la glace glaciaire, les eaux de surface et les eaux souterraines ; trois sources dont la taille diminue.

Les humains utilisent l’eau pour trois raisons principales: la boisson, l’agriculture et les processus industriels, tels que l’exploitation minière et la fabrication. Les deux premières utilisations de l’eau seront discutées dans le chapitre sur l’eau. Ici, nous nous concentrerons sur l’impact des processus d’extraction, de fabrication et industriels sur l’eau.

La demande d’eau douce et propre continue d’augmenter à mesure que notre population humaine augmente. Cependant, simultanément, l’approvisionnement en eau potable continue de diminuer. Les ruisseaux d’eau douce, les lacs, les zones humides et les aquifères souterrains du monde entier sont touchés par le ruissellement provenant de l’exploitation minière et de la fracturation hydraulique (fracturation hydraulique) et des déchets chimiques industriels qui peuvent être toxiques.

La pollution de l’eau, lorsqu’elle est libérée en concentrations élevées et / ou lentement sur de longues périodes, peut endommager et tuer les plantes et les animaux. Bien sûr, les humains sont également touchés. Boire et se baigner dans de l’eau polluée nuit directement aux humains, en particulier aux petits enfants et aux personnes âgées, et les produits chimiques toxiques qui s’accumulent dans les principaux prédateurs aquatiques (poissons et mammifères marins) peuvent rendre certaines espèces dangereuses à manger. L’Organisation mondiale de la santé estime que 3,4 millions de personnes meurent chaque année à cause de l’eau potable contaminée, la plupart d’entre elles ayant moins de 5 ans. 

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En savoir plus sur de nombreux aspects de l’eau dans le monde sur water.org.

Nourrir et fournir de l’eau à une population humaine croissante de plus de 7 milliards d’habitants est à la fois une nécessité et un défi. L’extraction de combustibles fossiles pour la production d’énergie utilise d’énormes volumes d’eau douce – plus de 52 milliards de m 3 / an. Près de 40% de cette quantité est utilisée pour l’extraction, la production et la fourniture de carburant à partir de pétrole et de gaz. Le combustible sous forme d’éthanol à base de maïs représente 15% supplémentaires, le charbon utilisé pour le chauffage 12% et l’électricité des centrales électriques au charbon en utilise près de 16%.

La fracturation hydraulique (fracturation hydraulique), une technologie plus récente pour extraire le gaz naturel de la croûte terrestre, peut utiliser plus d’eau que toute autre technique d’extraction de combustibles fossiles. La fracturation hydraulique mélange également l’eau douce avec plus de 500 solvants, acides et produits chimiques toxiques différents, ce qui rend l’eau contaminée par des agents cancérigènes et des produits chimiques toxiques connus pour perturber les systèmes nerveux, endocrinien, immunitaire, cardiovasculaire et respiratoire. L’organisation internationale Food and Water Watch (FWW) appelle la fracturation hydraulique «la nouvelle crise mondiale de l’eau». 

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Regardez ce court métrage qui décrit la fracturation hydraulique et ses opportunités et dangers potentiels.

La fracturation a un impact sur la quantité et la qualité de l’eau. Comme expliqué dans le rapport FWW, lors de la fracturation hydraulique, une solution chimique et d’eau toxique est injectée sous terre sous haute pression afin d’ouvrir des fissures dans le sol et de pousser le gaz naturel vers la surface. Cependant, parfois, cette solution chimique et d’eau viendra à la surface elle-même. Avec les produits chimiques mis à l’origine dans la solution, ces eaux usées peuvent faire surface avec des éléments naturels toxiques supplémentaires comme les métaux lourds (chrome, strontium, baryum, zinc, plomb, arsenic) et des matières radioactives comme le radium-226, qui se produisent tous naturellement en profondeur souterrain.

open pit gold mine
Figure 21 : Mine d’or à ciel ouvert en Australie. 4

De même, l’extraction de métaux et d’autres minéraux de la lithosphère nécessite de très grands volumes d’eau douce et produit généralement des eaux usées toxiques problématiques. L’exploitation à ciel ouvert (figure 21) est une méthode courante d’extraction des ressources naturelles, qui expose les substances toxiques qui se trouvent naturellement sous terre.

Les intempéries causées par la pluie et le vent se dissolvent et déplacent des produits chimiques miniers toxiques dans les ruisseaux, les lacs, les zones humides et, finalement, les océans. Près de Silverton, au Colorado, aux États-Unis, 3,79 millions de litres d’eaux usées provenant de l’exploitation de la mine d’or ont été accidentellement déversés dans les cours d’eau à proximité en 2015, contaminant l’eau et les sols sur des centaines de kilomètres en aval du site minier (figure 22).

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Figure 22 : Eaux usées toxiques d’une mine d’or abandonnée dans le sud du Colorado, aux États-Unis. L’eau jaune vif contient de fortes concentrations d’acide et de métaux lourds, dont le plomb, le cadmium, l’aluminium, le cuivre et l’arsenic. 5

La biosphère

La biosphère se réfère à la somme totale de toutes les formes de vie sur Terre, et ces formes de vie habitent l’atmosphère (principalement des micro-organismes dérivant dans le vent et dans les nuages), la lithosphère (les organismes terrestres sont appelés terrestres ; ceux souterrains sont appelés souterrains) et l’hydrosphère (organismes aquatiques dans les eaux douces et salées, les eaux de surface et souterraines). 

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Le chapitre sur la biodiversité comprend une description détaillée des services écosystémiques.

La biosphère fournit des ressources essentielles pour nos besoins biologiques, y compris tous nos aliments, récoltés à la fois dans la nature et à partir de plantes / cultures et d’animaux / bétail domestiqués. Les plantes et les animaux servent également à d’autres utilisations importantes pour les humains, notamment en fournissant des fibres qui peuvent être tissées en tissu ou utilisées pour fabriquer du papier, et de la fourrure, de la corne et des os qui peuvent être utilisés pour fabriquer des vêtements, des outils et des bijoux. Nous utilisons le bois pour les matériaux de construction et comme combustible pour la chaleur ou la cuisine. Les huiles et les graisses sont utilisées pour rendre les matériaux souples et souples ou résistants à l’eau, et comme lubrifiants. Les pigments sont utilisés comme colorants, huiles parfumées pour parfums, huiles essentielles à des fins de guérison. Nous utilisons également des phytochimiques comme médicament. D’autres matériaux uniques, tels que le caoutchouc naturel, sont utilisés dans plusieurs produits commerciaux.

La biosphère fournit également des services écosystémiques essentiels tels que la production d’oxygène, la purification de l’eau et la décomposition des déchets. Nous tenons souvent pour acquis ces services écosystémiques et d’autres fournis par la biosphère, et pourtant ils sont essentiels à notre existence sur Terre.

Impacts sur les écosystèmes terrestres

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Regardez cette courte vidéo sur les menaces de déforestation et apprenez-en plus sur le site Web du World Wildlife Fund.

Différents types d’écosystèmes fournissent aux humains différents types de ressources nécessaires. Par exemple, les forêts, qui occupent 31% des terres sur Terre, abritent de nombreuses espèces uniques de plantes et d’animaux. Ils fournissent également de nombreuses ressources naturelles aux populations et sont importants pour atténuer le changement climatique mondial en séquestrant de grands volumes de dioxyde de carbone atmosphérique dans leur biomasse.

La déforestation est la pratique des forêts de coupe à blanc pour le bois et / ou les forêts brûlantes pour la conversion en terres agricoles ou pour le développement urbain. La déforestation et la surexploitation des organismes forestiers menacent gravement la biodiversité dans de nombreuses régions tropicales, notamment en Amazonie, en Indonésie, au Congo et à Sumatra (figure 23). 

 

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Figure 23 : Déforestation à Bornéo, Malaisie. La forêt tropicale humide est coupée et brûlée pour faire place aux routes d’accès et aux champs en terrasses pour la production d’huile de palme. 6

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Dans la prochaine section Action, vous découvrirez l’IECA, une organisation internationale qui s’attaque au problème mondial de l’érosion des sols.

Environ 130 000 kilomètres carrés de forêt tropicale humide sont perdus chaque année à cause de la déforestation et de la surexploitation. Rien qu’en Amazonie, 17% des forêts tropicales humides riches en espèces ont été perdues au cours des 50 dernières années à cause des techniques de brûlis qui convertissent la forêt en pâturage pour le bétail et de l’exploitation minière pour des ressources précieuses comme l’acajou, l’or et pétrole. L’élimination des arbres à des taux plus rapides que les cycles de repousse saine réduit la biodiversité de ces régions, ce qui, à son tour, menace nos sources de nourriture, nos sources de médicaments, nos services écosystémiques et nos matériaux de construction d’abris. Aujourd’hui, les techniques de coupe à blanc et de coupe sur brûlis exposent les sols pauvres en éléments nutritifs à l’érosion par le vent et la pluie, réduisant ainsi la probabilité de récupération des forêts.

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Lisez cet article sur les dauphins de l’Irrawaddy, une espèce menacée.

Impacts sur les écosystèmes aquatiques

Les écosystèmes aquatiques, y compris les océans, les zones humides, les lacs d’eau douce et les rivières, abritent une grande diversité de plantes et d’animaux qui fournissent la principale source de protéines dans l’alimentation de milliards de personnes chaque jour. De plus, des millions de personnes dans le monde tirent leur subsistance de la pêche dans les océans, les lacs et les rivières. Cependant, au cours des 50 dernières années, les pêcheries de l’océan ont subi des pressions accrues de la part des nouvelles technologies et des équipements de pêche qui extraient des rendements plus élevés, ce qui a gravement stressé les pêcheries du monde. 

marine turtle bycatch
Figure 24 : Prises accessoires de tortues marines. En plus de menacer de nombreuses espèces de tortues marines et d’oiseaux marins, le Fonds mondial pour la nature estime que 300 000 petites baleines, dauphins et marsouins s’emmêlent dans des filets de pêche destinés à d’autres poissons. Ces mammifères marins meurent lorsqu’ils sont capturés dans des filets de pêche car ils ne peuvent pas faire surface pour respirer. Ce piège involontaire est la principale cause de décès pour les petites baleines, les dauphins et les marsouins. 7

Selon le Fonds mondial pour la nature, plus de 85% des pêcheries mondiales ont été épuisées au-delà de leur capacité biologique à se rétablir et ont besoin d’une réglementation stricte et de stratégies de gestion pour leur survie.

Les prises accessoires constituent une grave menace pour les poissons, les tortues de mer, les dauphins, les petites baleines, les oiseaux de mer et d’autres espèces marines (figure 24). Plus souvent qu’autrement, les animaux capturés involontairement sont gravement blessés ou meurent dans les filets, et sont jetés par-dessus bord après que les pêcheurs aient tiré dans leurs filets.

Les nouvelles technologies ont exacerbé le problème des prises accessoires, produisant des filets de pêche plus solides, plus fins et beaucoup plus difficiles à détecter et à éviter pour la vie marine. Des milliers de kilomètres de filets de pêche sillonnent les océans, menaçant toutes les formes de vie marine.

La lithosphère

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Voir cette affiche informative de l’US Geological Survey sur la façon dont nous utilisons les minéraux dans notre vie quotidienne.

La lithosphère, qui se compose de sols solides, de sédiments et de roches de la croûte terrestre et du manteau supérieur, fournit des ressources essentielles à la vie, comme des nutriments et des minéraux qui sont métaboliquement nécessaires. De plus, la lithosphère fournit de nombreux matériaux de construction importants (roches, minéraux et métaux), ainsi que des sources d’énergie (combustibles fossiles et uranium). Les ressources lithosphériques ont été utilisées pour faire avancer la technologie et bâtir des sociétés prospères. Ci-dessous, nous explorerons les minéraux, les roches, les métaux et les sources d’énergie.

Minéraux et roche

Figure 25 : En savoir plus sur ces différents minéraux. 8

 Les ressources minérales et la roche sont des éléments fondamentaux de la société moderne. Ils fournissent des matières premières que nous utilisons pour construire des bâtiments, des ponts, des machines et du matériel médical. Ces matières premières sont également utilisées pour produire des articles qui sont essentiels à l’avancement de l’économie et du commerce, tels que les automobiles, les ordinateurs et les appareils mobiles. Généralement, nous comptons sur les ressources rocheuses et minérales pour bon nombre des matières premières dont nous avons besoin pour rendre la vie sûre, organisée et confortable.

Les minéraux sont définis comme des substances cristallines naturelles qui ont une composition chimique spécifique et sont généralement non vivantes (voir la figure 25). Les minéraux sont présents dans la roche, où ils peuvent se mélanger avec d’autres minéraux. Pour que la société humaine utilise des minéraux, ils doivent être retirés de la terre, ce qui se fait à l’aide de techniques mécaniques et chimiques. 

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Les roches peuvent être classées en trois groupes en fonction des processus géologiques et des environnements dans lesquels elles se sont formées : ignées, sédimentaires et métamorphiques (figure 26). Les roches ignées sont formées par la cristallisation ou la solidification du magma ou de la lave volcanique du noyau terrestre. Les roches sédimentaires sont produites par les processus de dépôt, d’enfouissement et de lithification – la transformation des sédiments en roche solide. Les roches métamorphiques sont formées par la transformation de roches solides préexistantes sous haute pression et température. Ces forces peuvent amener tout type de roche – ignée, sédimentaire ou autre roche métamorphique – à modifier sa composition minérale, sa texture ou sa composition chimique, tout en conservant sa forme solide.

rock cycle
Figure 26 – Comment la roche se forme grâce aux forces de la chaleur, de la pression, des intempéries et de l’érosion. Pour plus d’informations sur les roches, cliquez ici. 9

Nous extrayons de la pierre de construction, de la pierre concassée, du sable, du gravier et des agrégats légers (p. Ex. Pierre ponce) de ces différents types de roches. Nous modifions et traitons également chimiquement certains de ces matériaux de roche afin de former des produits de construction supplémentaires tels que le ciment, le plâtre, la brique, la céramique et le verre.

Les métaux  

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En savoir plus sur les métaux des terres rares et les appareils mobiles dans cet article.

L’histoire a marqué la découverte et l’utilisation accrue de métaux spécifiques en nommant certains âges historiques d’après eux. Par exemple, il existe des périodes préhistoriques appelées l’âge du cuivre, l’âge du bronze et l’âge du fer. Chacun de ces métaux a été découvert et utilisé de manière importante d’une manière ou d’une autre au cours de la période correspondante d’avancement de l’histoire humaine.

Comme leurs composants parents (minéraux), les métaux fournissent une variété de propriétés souhaitables pour fabriquer des objets, comme les voitures, les vélos et les téléphones cellulaires. D’autres métaux sont souhaités strictement car ils sont considérés comme précieux, beaux et précieux, comme l’or (Au) et l’argent (Ag).

Certains des métaux les plus connus sont le fer (Fe), l’aluminium (Al), le cuivre (Cu), le zinc (Zn), l’étain (Sn), le plomb (Pb), l’or (Au) et l’argent (Ag). Les métaux les plus abondants sur Terre sont le silicium (Si), l’aluminium (Al), le fer (Fe), le magnésium (Mg), le titane (Ti) et le manganèse (Mn). Ceux-ci, et de nombreux autres métaux, ont des lustres (ou des surfaces brillantes) distinctifs et sont généralement lourds, bons conducteurs de chaleur et d’électricité et malléables sous la chaleur et la pression. Ces propriétés les rendent souhaitables pour une utilisation industrielle et commerciale.

Sources d’énergie

Plusieurs ressources énergétiques primaires proviennent de la lithosphère, notamment les combustibles fossiles et les matières radioactives, principalement l’uranium. Aujourd’hui, les combustibles fossiles sont la source prédominante d’électricité et d’énergie pour les humains sur la planète. Dans le monde, ils représentent plus de 80% de nos sources de carburant et d’énergie, mais cela change à mesure que de nouvelles sources d’énergie plus propres émergent. 

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L’utilisation de combustibles fossiles et d’uranium comme sources d’énergie est traitée en détail dans le chapitre Énergie.

Les carcasses mortes de plantes et d’animaux qui ont vécu et sont morts il y a des millions d’années constituent les matières premières pour la formation de combustibles fossiles dans la lithosphère. Au fil du temps géologique, ces matériaux se décomposent sous des pressions intenses; un processus qui forme du pétrole brut, du charbon et du méthane. Le chapitre Énergie décrit la formation de combustibles fossiles de manière plus approfondie.

Le minerai d’uranium extrait de la terre fournit une source d’uranium radioactif qui peut être enrichi afin de le rendre utilisable dans les centrales nucléaires. Bien qu’elle ne soit pas une ressource renouvelable, l’énergie nucléaire tirée de l’uranium fissile est une source d’énergie beaucoup plus efficace que le charbon – une seule pastille d’uranium enrichi (environ 0,3 gramme) peut fournir la même quantité d’énergie qu’une tonne (environ 1×106 grammes) de charbon.

Méthodes d’extraction

Les principales méthodes employées pour obtenir des ressources de la lithosphère sont l’exploitation minière. Comme mentionné dans la section sur les écosystèmes terrestres ci-dessus, le processus d’exploitation minière a des conséquences profondes sur les formations terrestres, la santé des écosystèmes environnants et des communautés humaines, et la qualité des sources d’eau à proximité. L’extraction de minéraux de la terre nécessite la modification des terres ou des fonds marins. Avant toute exploitation minière terrestre active, la zone doit être débarrassée de la végétation, des routes pour le transport des matériaux doivent être construites et des installations pour le traitement des minéraux et pour le logement des personnes qui travaillent dans les mines doivent être construites. Le tableau 1 énumère les types d’exploitation minière et leurs impacts environnementaux.

Une fois que les ressources sont épuisées dans les zones minières, le terrain lui-même est physiquement endommagé et chimiquement contaminé par des sous-produits (métaux lourds, matières radioactives et contamination acide). Ces sous-produits peuvent continuer de polluer les sources d’eau de surface et souterraines pendant des décennies après l’abandon de la mine. Les efforts de restauration des terres minées varient en termes d’efficacité, de méthodologie et de coûts. Dans certains cas, les dommages environnementaux sont trop graves, ce qui rend la restauration des terres impossible.

L’extraction du phosphore, principalement destiné à être utilisé comme engrais pour la production agricole et à être utilisé dans les détergents, présente un problème environnemental inhabituel. Comme mentionné ci-dessus, toutes les formes de vie nécessitent du phosphore pour les processus métaboliques, pour l’énergie cellulaire (adénosine tri-phosphate ou ATP) et en tant que composant de nombreuses molécules organiques (comme l’ADN). Étant donné que presque toutes les ressources de phosphore de la Terre se trouvent dans la lithosphère sous forme d’apatite dans la roche sédimentaire, elles sont extraites par extraction à ciel ouvert. Une fois extrait, le phosphore est appliqué sur les sols agricoles et une grande partie est séquestré par les cultures, qui sont ensuite consommées par l’homme. C’est ainsi que nous obtenons notre source de phosphore pour les besoins métaboliques de notre corps.

Tableau 1 : Types d’exploitation minière et leurs impacts

Actuellement, il existe un déséquilibre dans le cycle du phosphore. Le phosphore extrait des dépôts lithosphériques qui se retrouve dans les réseaux trophiques terrestres et aquatiques en raison d’une fertilisation excessive ne rentre pas dans le cycle naturel du phosphore pour reconstituer les dépôts de roche d’apatite lithosphérique. En d’autres termes, nous exploitons les sources concentrées d’apatite de phosphore de la Terre qui ne sont pas restaurées par le cycle naturel biogéochimique du phosphore. Puisqu’il y a une limite aux réserves d’apatite qui peuvent être récupérées de manière rentable sur Terre, ce déséquilibre entre les quantités de phosphore extraites et celles récupérées provoque un épuisement dans les réserves de roche de phosphore facilement récupérable.

Questions à considerer

Les ressources sont-elles extraites de la lithosphère du pays où vous vivez? Si c’est vrai, que sont-ils? Regardez à nouveau le tableau ci-dessus qui répertorie les différents types d’exploration de données. Le cas échéant, lesquelles de ces méthodes d’extraction sont utilisées dans votre pays?