Ambre

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Contexte

Bien que considéré comme un joyau, l'ambre est un matériau entièrement organique dérivé de la résine d'espèces d'arbres éteintes. Dans les forêts denses du Crétacé moyen et du Tertiaire, il y a entre 10 et 100 millions d'années, ces arbres résineux sont tombés et ont été transportés par les rivières vers les régions côtières. Là, les arbres et leurs résines se sont recouverts de sédiments et, au cours de millions d'années, la résine a durci en ambre. Bien que de nombreux dépôts d'ambre restent dans les résidus océaniques, des événements géologiques ont souvent repositionné l'ambre ailleurs.

Pendant des milliers d'années, l'ambre a été sculpté et transformé en perles, bijoux et autres types d'ornementation. Cependant, aujourd'hui, l'ambre est principalement apprécié pour l'étonnante gamme de fossiles conservés à l'intérieur. Comme la résine collante était exsudée par les arbres, des animaux, des minéraux et des matières végétales y étaient piégés. Au fur et à mesure que la résine durcissait, ces fossiles, appelés inclusions, étaient parfaitement conservés, fournissant aux scientifiques modernes des informations inestimables sur les espèces éteintes.

Contrairement à d'autres types de fossiles, les fossiles d'ambre sont en trois dimensions, avec des couleurs et des motifs réalistes. Même les structures internes des cellules peuvent être intactes. Souvent, les insectes étaient capturés par la résine dans des poses actives, avec leurs prédateurs, leurs proies et leurs parasites internes et externes. Des genres d'insectes fossilisés jusque-là inconnus ont été découverts dans l'ambre. Des grenouilles et des lézards intacts, des peaux de serpents, des plumes d'oiseaux, des poils et des os de mammifères et diverses matières végétales ont été conservés dans l'ambre. Dans certains cas, l'acide désoxyribonucléique (ADN) peut être extrait des organismes fossilisés et comparé à celui de ses homologues modernes.

Historique

L'ambre est un matériau très apprécié depuis les temps les plus reculés. Ambre travaillé datant de 11 000 av. a été trouvé sur des sites archéologiques en Angleterre. On croyait largement que l'ambre avait des pouvoirs de guérison magiques. Il était utilisé pour faire du vernis il y a 250 ans avant JC. , et l'ambre en poudre était considéré comme de l'encens. L'ambre était également commercialisé dans le monde entier. En identifiant le type d'ambre utilisé dans les objets anciens, les chercheurs peuvent déterminer la source géographique de l'ambre et tirer des conclusions sur les premières routes commerciales.

Vers 600 av. , le philosophe grec Thalès a frotté l'ambre avec de la soie, l'amenant à attirer la poussière et les plumes. Cette électricité statique était considérée comme une propriété unique de l'ambre jusqu'au XVIe siècle, lorsque le scientifique anglais William Gilbert a démontré qu'elle était caractéristique de nombreux matériaux. Il l'a appelé électrification, d'après elektron, le mot grec pour ambre.

Dans l'hémisphère occidental, les Aztèques et les Mayas sculptaient l'ambre et le brûlaient comme encens. Les Indiens Taino de l'île d'Hispaniola ont offert des cadeaux d'ambre à Christophe Colomb.

L'utilisation décorative de l'ambre a culminé en 1712 avec l'achèvement d'une salle de banquet entière faite de panneaux d'ambre construits pour le roi Frédéric Ier de Prusse. Au XIXe siècle, l'ambre a acquis une nouvelle signification lorsque les scientifiques allemands ont commencé à étudier les fossiles qu'il contenait.

Matières premières

Les résines sont des substances complexes qui contiennent des composés huileux appelés terpènes. Au fil du temps, certains terpènes s'évaporent tandis que d'autres se condensent et se réticulent les uns aux autres, formant des polymères durs. Cependant, différentes espèces d'arbres produisent différents types et quantités de résines. La structure et la composition exactes de l'ambre dépendent de la composition de la résine de l'arbre d'origine, de l'âge de l'ambre, de l'environnement dans lequel il a été déposé et des conditions thermiques et des forces géologiques auxquelles il a été exposé. Ainsi, même l'ambre obtenu à partir d'emplacements similaires peut varier en structure chimique et en caractéristiques physiques.

Types d'ambre

Bien que des gisements d'ambre se produisent dans le monde entier, l'ambre des côtes de la mer Baltique est le plus connu. On l'appelle succinite ambre car il contient une quantité substantielle d'acide succinique. La plupart de l'ambre de la Baltique provenait de la résine de pin. L'ambre qui manque d'acide succinique est classé comme ambre rétinite.

L'ambre du Mexique et de la République dominicaine a commencé à se former il y a 20 à 30 millions d'années à partir des résines d'espèces éteintes d' Hymenaea ou des algarrobos. Ces arbres à fleurs ont prospéré dans la canopée des vastes forêts tropicales humides. Ils ont produit de grandes quantités de résine qui a finalement durci en ambre. Des pluies torrentielles ont lavé l'ambre jusqu'aux deltas où il était recouvert de limon. À mesure que le niveau de la mer changeait, l'ambre s'est déposé sur le fond marin et les sédiments se sont durcis en roche. Plus tard, la formation des montagnes a poussé les rochers.

Conception

Caractéristiques physiques

De nombreux composants de l'ambre sont similaires à ceux des résines modernes. Cependant la réticulation de ces composés rend l'ambre dur, avec un point de fusion élevé et une faible solubilité. L'ambre a une dureté de 2-3 sur l'échelle de Mohs, la norme pour les minéraux et les pierres précieuses. Sur cette échelle, le talc est I et le diamant est 10. L'ambre se ramollit à 302°F (150°C) et fond à 482-662°F (250-350°C). Avec une densité de 1,05-1,12, l'ambre n'est que légèrement plus dense que l'eau. Il ne se dissoudra pas complètement dans les solvants organiques.

L'ambre se présente généralement sous forme de petites masses irrégulières, de nodules ou de gouttelettes. Bien qu'il puisse être de plusieurs couleurs différentes, il est le plus souvent jaune pâle à doré ou orange et peut être fluorescent. Après quelques années d'exposition à la lumière et à l'air, l'ambre devient souvent rouge foncé et développe de nombreuses fissures en surface. Certains ambres sont translucides voire transparents. Cependant, les bulles d'air emprisonnées peuvent rendre l'ambre trouble ou opaque. L'ambre est un mauvais conducteur de chaleur et de grands changements de température peuvent provoquer sa rupture.

Le processus de fabrication

L'ambre est extrait de différentes manières, selon son emplacement. L'ambre de la Baltique s'échoue le long des rives de la mer Baltique et aussi loin que le Danemark, la Norvège et l'Angleterre. Les plus gros gisements d'ambre nord-américain se trouvent à la surface de mines d'argile à ciel ouvert en Arkansas. Dans le New Jersey, l'ambre du Crétacé est extrait du sable et de l'argile de mines à ciel ouvert abandonnées. Il est tamisé, lavé et examiné pour les inclusions. En Asie, l'ambre se trouve dans les mines de charbon. Jusqu'au milieu du XXe siècle, l'ambre très prisé était extrait de fosses profondes dans le nord de la Birmanie (aujourd'hui Myanmar).

Extraction et lavage

• 1 Des gouttes ou des blocs d'ambre de la Baltique sont extraits de mines à ciel ouvert de sable glauconite vieux de 40 à 60 millions d'années. La glauconite est un minéral de silicate de potassium et de fer hydraté et ces gisements sont appelés « terre bleue » en raison de leur couleur bleu-vert. Une fois la surface dégagée, la terre bleue est creusée avec des pelles à vapeur et des dragues. Il est versé à travers des grilles dans une usine de lavage, où des jets d'eau sont utilisés pour séparer l'ambre du sable. Au début du vingtième siècle, jusqu'à un million de livres (450 000 kg) d'ambre par an ont été extraits de la couche de terre bleue de la péninsule de Samland dans l'est de la Baltique.

  L'ambre mexicain et dominicain peut être exposé par des glissements de terrain sur les pentes abruptes des montagnes et extrait avec des pics et des pelles. Il est également extrait de fosses creusées profondément dans le sol. Une grande partie de l'ambre dominicain est extraite de tunnels étroits creusés jusqu'à 600 pieds (183 m) dans les flancs des montagnes. L'eau est mise en balles ou pompée hors des tunnels et les mineurs rampent à travers, ciselent la roche et ramassent l'ambre exposé. dominicain L'ambre de la Baltique est extrait et clarifié pour obtenir une vue claire de l'inclusion. l'ambre est lavé par le mineur, trié par taille et examiné pour les inclusions.

Clarifier et colorer

• 2 De grosses bulles d'air emprisonnées donnent un type d'ambre mousseux ou mousseux. Les bulles microscopiques donnent de l'ambre osseux ou osseux qui ressemble à de l'os séché. L'ambre très trouble est appelé bâtard. L'ambre est clarifié par chauffage dans de l'huile de colza. L'huile pénètre dans les bulles près de la surface et réduit le trouble, rendant même l'ambre osseux ou bâtard plus transparent. L'ambre peut également être clarifié par chauffage sous pression avec de l'azote puis cuisson au four. La clarification assombrit l'ambre et produit des marques de stress en forme de disque, appelées "paillettes solaires". L'ambre peut être teinté de vert ou de rougeâtre. L'ambre mexicain et dominicain est généralement clair et transparent et n'a pas besoin d'être clarifié.

Découpe et remodelage

• 3 Pour les bijoux ou la sculpture, l'ambre est généralement travaillé à la main, avec une scie de bijoutier et des limes à dents fines. Il est poncé à l'eau avec un chiffon à grain 320 et fini avec un chiffon à poncer à l'eau à grain 400 ou 600. Il peut être percé avec des forets en acier à sec, en utilisant une faible vitesse et une légère pression, pour éviter l'échauffement et la fissuration.
• 4 Pour obtenir une vue claire des inclusions, une extrémité d'un morceau d'ambre peut être ébréchée. L'ambre avec des inclusions peut être coupé ou remodelé pour l'examen du spécimen biologique ou pour séparer deux spécimens. La coupe se fait avec une scie à main de bijoutier ou, pour les pièces plus grandes, avec une scie à rogner à grande vitesse avec une lame diamantée, à des vitesses allant jusqu'à 4 200 tr/min.
• 5 Le remodelage se fait avec différentes qualités de papier de verre. Les bords rugueux de la lame de scie peuvent être lissés avec du papier grain 200 et 400, à la main ou avec une ponceuse à bande équipée d'un système de refroidissement par eau, pour éliminer la poussière et éviter la surchauffe et la rupture ou le glaçage.

Polissage

• 6 L'ambre pour bijoux est poli avec de l'oxyde d'étain ou de l'oxyde de cérium, à l'aide d'un polissage du cuir, d'une roue ou d'un tampon Jelt ou d'une peau de chamois. Un polissage périodique avec une cire à base de silicone restaure la brillance et diminue l'évaporation et l'oxydation de surface.

  L'ambre dominicain est poli à la ponceuse en suivant les contours naturels. L'oxydation superficielle de l'ambre dominicain diminue la fluorescence et la couleur bleue, verte ou violette. Le retrait de la couche externe et le repolissage restaurent la fluorescence. Le repolissage peut être effectué à la main ou avec une roue de polissage en coton, en utilisant un composé de polissage dentaire, un abrasif pour plastiques ou d'autres composés de polissage fins de couleur neutre. Un polissage final à la main enlève la pâte à polir.

  L'ambre crétacé de plus de 65 millions d'années est très cassant et fracturé. Après plusieurs années d'exposition, il est sujet à la désintégration. Enrober de l'ambre crétacé dans une résine synthétique permet de le préserver.

En appuyant sur

• 7 Pour produire des pierres précieuses, de petits morceaux d'ambre clair sont ramollis et fondus sous vide avec de la vapeur à 400 °F (204 °C) ou plus.
• 8 Les morceaux sont pressés à travers un tamis ou une maille en acier fin, mélangés et durcis en blocs. Cet ambre pressé est appelé ambroid ou ambroid et peut contenir des bulles qui se sont allongées sous la chaleur et la pression. Parfois, des inclusions d'insectes modernes sont insérées dans de l'ambre pressé et l'ambroïde peut être teint, généralement en rouge foncé.

Autre traitement

• 9 De petits morceaux d'ambre de mauvaise qualité, dont environ 90 % d'ambre de la Baltique, sont distillés dans d'énormes cornues en fer sec. Environ 60 % sont récupérés sous forme de colophane ambrée, un vernis de haute qualité. Un autre 15 à 20 % devient de l'huile d'ambre, utilisée dans les médicaments, le moulage et le vernis de la plus haute qualité. Environ 2% des produits sont des acides distillés, tels que l'acide succinique, qui sont utilisés pour les médicaments et les vernis.

Contrôle qualité

L'ambre plus dur et, vraisemblablement, plus ancien est généralement considéré comme de meilleure qualité. Étant donné que les coûts d'extraction sont 28% plus élevés que la valeur de l'ambre brut, sa valeur est basée principalement sur ses inclusions ou sur sa transformation éventuelle en bijoux et objets d'art. Par conséquent, l'ambre est classé en fonction de sa taille et de sa beauté, ainsi que de la présence et du type d'inclusions.

L'ambre d'imitation avec de fausses inclusions est produit depuis au moins 600 ans. Des résines fraîches, des polystyrènes synthétiques, de la bakélite, des résines époxy, du celluloïd, du verre coloré, des plastiques et des polyesters ont tous été utilisés pour imiter l'ambre. Cependant, l'ambre véritable se distingue par sa dureté, sa température de fusion, son manque de solubilité, sa fluorescence, sa densité, son indice de réfraction (mesure du degré auquel il courbe la lumière) et son odeur de combustion. Parfois, l'ambre véritable est fracturé, une cavité y est creusée pour une inclusion incrustée dans de la résine fraîche et la pièce est refermée.

Sous-produits/Déchets

Environ 90% de l'ambre extractible dans le monde se trouve dans la région de Kaliningrad en Russie, sur la mer Baltique. Là-bas, l'extraction et la transformation de l'ambre ont causé une dégradation généralisée de l'environnement. Plus de 100 millions de tonnes de déchets ont été déversés dans la Baltique depuis la mine de Palmnicken (Yantarny) au cours du siècle dernier. Ces déchets insolubles provoquent une turbidité élevée dans la mer Baltique. Les eaux de la Baltique, sensibles à la pollution, mettent 25 à 30 ans à se renouveler.

Le futur

Les couches supérieures d'ambre de la Baltique, faciles à extraire, ont été épuisées au milieu des années 1800. Cependant, on estime qu'il reste plus de 180 000 tonnes d'ambre dans la mine Yantarny à Kaliningrad. Au rythme actuel d'extraction, l'ambre pourrait y être extrait pendant encore 300 ans. En outre, l'exploitation minière a repris au Myanmar et l'ambre birman de haute qualité est vendu aux musées.

Bien que le processus de formation d'ambre à partir de la résine d'arbre se poursuive, il faut des millions d'années pour que la résine durcisse en ambre. À mesure que les gisements d'ambre sont épuisés par l'exploitation minière et que les arbres contenant de la résine sont coupés ou brûlés plutôt que de se fossiliser, l'offre d'ambre brut continuera de diminuer.

Où en savoir plus

Livres

Anderson, K.B. et J.C. Crelling, éd. Ambre, Résinite et Résines fossiles. Washington, DC :Société chimique américaine, 1995.

Grimaldi, David A. Ambre :Fenêtre sur le passé. New York :Harry N. Abrams, Inc. et le Musée américain d'histoire naturelle, 1996.

Poinar Jr., George et Roberta Poinar. La forêt d'ambre :une reconstruction d'un monde disparu. Princeton :Princeton University Press, 1999.

Autre

"Le commerce de l'ambre et l'environnement dans l'oblast de Kaliningrad." Études de cas TED. 27 juillet 2001. .

Brost, Leif. "Ambre:une résine d'arbre fossilisée." La page d'accueil du musée suédois de l'ambre. 27 juillet 2001. .

Marguerite Alice