La petrologia (o "rocce scientifiche") si concentra sui meccanismi ( fisici , chimici e biologici ) responsabili della formazione e della trasformazione delle rocce . Lo specialista che applica o sviluppa la petrologia è un petrologo .
La petrologia, in senso più ampio, include la petrografia e la petrogenesi o litogenesi (lo studio dei processi petrogenetici o litogenetici all'origine delle rocce).
I due termini di petrografia e petrologia riflettono principalmente l' evoluzione storica della scienza rocce: storicamente, la prima disciplina è la petrografia che dalla fine del XVIII ° secolo, descrive queste rocce (per quanto riguarda le strutture, texture, composizioni, ecc ) e il loro rapporto con l' ambiente geologico , mentre petrologia è una scienza che si sviluppa XX ° secolo e si distingue dalla prima per il suo approccio fenomenologico , spiegare i processi petrogenic sottostanti rocce. Pertanto la distinzione tra petrografia e petrologia è talvolta considerata obsoleta:
“[…] Il nuovo nome era Anglicismo , o meglio americanismo , poiché il termine“ petrologia ”fu coniato nel 1902, per qualificare la cattedra attribuita a Joseph Paxon (1857-1920) dall'Università di Chicago. In effetti, questa differenza tra descrizione e interpretazione […] è perfettamente speciosa: ogni scienziato cerca di interpretare ciò che ha descritto, secondo la conoscenza del tempo e dei dati a sua disposizione. Ma, nel caso di specie, i due nomi, consacrati dall'uso, sono giustificati. "
- Jacques Touret , L'ascesa della geologia francese.
Dagli anni '50 l'osservazione microscopica è completata da tecniche di analisi della fisica ( microscopio elettronico a scansione , sensore microelettronico o analizzatore di micro-fluorescenza X ...) di geochimica (metodo di datazione assoluta delle rocce in geocronologia ), informatica (aumento nelle capacità di calcolo), nonché dal progresso della sperimentazione ( celle ad incudine di diamante che consentono di raggiungere pressioni e temperature molto elevate).
La petrologia è classicamente lo studio delle rocce mediante osservazione sul campo e al microscopio ( ottico o elettronico ) e mediante analisi spettroscopica e chimica delle rocce stesse o dei loro minerali . A causa della natura dei fenomeni coinvolti, possiamo parlare non di una ma di tre discipline petrologiche:
Questi tre campi di studio si distinguono chiaramente per gli strumenti e i metodi che si prestano ad essi. Vari software di sistematizzazione e simulazione consentono un approccio dinamico generale, ma gli studi sul campo sono vari. Nel complesso, le tre discipline si basano su approcci petrografici e attingono fortemente agli strumenti, ai metodi e ai concetti offerti da altre scienze (le prime tra cui chimica , chimica organica , fisica , fisico-chimica e analisi digitale ), e più in particolare geoscienze ( geochimica , geodesia , geofisica , mineralogia ).
La petrologia sperimentale mira a riprodurre in laboratorio le condizioni di temperatura e pressione che minerali , rocce o loro precursori ( magmi , fluidi idrotermali ) hanno subito all'interno della crosta terrestre o del mantello . L'obiettivo è stabilire le proprietà di equilibrio dei materiali terrestri (anche extraterrestri) in queste condizioni, nonché la natura e la cinetica della loro evoluzione.
La petrologia sperimentale utilizza dispositivi che consentono di raggiungere temperature elevate (fino a un massimo di circa 3.700 ° C ) a pressione atmosferica o alta o anche altissima (fino a circa 600 GPa , o sei milioni di atmosfere). ). Lo svantaggio è che più le condizioni da raggiungere sono estreme, minore deve essere la dimensione del campione: pochi cm 3 nei casi più favorevoli, meno di 1 mm 3 nelle condizioni più estreme. I dispositivi dei dipendenti sono tipicamente autoclavi , il pistone-cilindro (in) o incudini di diamante della cella . È il lavoro della petrologia sperimentale, il cui pioniere fu Norman Bowen (1887-1956), che ha permesso di stabilire i diagrammi di fase e le tabelle dei dati termodinamici (in) necessari per la comprensione dei processi petrogenetici (i meccanismi formazione rocciosa responsabile).