Cette série de earthcaches vous mènera sur un haut lieu de mémoire de Saint-Quentin. Outre le monument principal, plusieurs petits monuments, réalisés en diverses roches, se trouvent sur le site.

Carbonate biogénique

Certains organismes marins utilisent le calcium dissout dans l’eau (Ca²⁺) et l’hydrogénocarbonate (HCO₃^-) pour former leurs coquilles. Ces coquilles seront constituées de carbonate de calcium.

Ca²⁺ + 2 HCO₃^-  → Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + H₂O + CO₂

Le carbonate entre dans la composition du calcaire en grande partie par l’intermédiaire des coquilles calcaires, provenant d’animaux morts. Ces coquilles sont maintenues entre elles par un ciment carbonaté. On distingue plusieurs catégories d’animaux marins qui entrent dans la composition du calcaire :

• Le plancton ayant un test calcaire (semblable à une coquille) qui tombe sur le fond après leur mort (foraminifères, coccolithophoridés).
• Des animaux benthiques ayant des coquilles calcaires (gastéropodes, huîtres, brachiopodes, oursins…).
• Des animaux ayant un squelette externe (exosquelette) et formant les récifs coralliens (coraux, certaines éponges, bryozoaires).

Outre les animaux, des algues et des cyanobactéries qui précipitent le carbonate autour d’elles en formant des constructions appelées stromatolithes, mais nous n'en parlerons pas ici.

Conditions de formation

Le calcaire est donc une roche sédimentaire qui se forme essentiellement en milieu marin, par accumulation des débris de coquilles.

A la mort de ces animaux, les coquilles s’accumulent sur le fond marin formant des boues carbonatées. Elles se transforment en roche calcaire grâce à la pression et au temps (plusieurs milliers d’années). Néanmoins, ces coquilles calcaires peuvent se dissoudre, et ce, d’autant plus facilement que la température de l’eau est froide et la pression élevée. Ces conditions expliquent que le calcaire se forme essentiellement dans les eaux chaudes et peu profondes, comme les lagons ou lagunes. Bien que le calcaire puisse se former en milieu lacustre, la majorité des roches actuelles se sont formées dans les milieux marins.

Zones de formation

Les zones les plus favorables, pour la formation du calcaire, se trouvent sur le bord des continents (essentiellement en zones tropicales et équatoriales). Les récifs qui s’y développent forment une barrière qui casse les courants marins. On distingue alors trois milieux :

• La barrière de corail et sa faune associée.
• La plateforme interne, protégée des courants et donc favorable au développement de la faune et de la flore.
• La plateforme externe, soumise à la violence des courants marins où les coquilles seront brisées.

Remarque : la force des courants et la faune, différents dans chaque milieu, vont définir les différents types de calcaire.

Coupe du rebord de la plateforme continentale

Quelques fossiles à observer

Sur le site de la earthcache, prenez le temps d’observer de près les différents monument réalisés en pierre calcaire. Voici quelques exemples de fossiles que vous pourrez y observer :

1 - Coquille de mollusque bivalve, vue du dessus (a) et en coupe (b)

2 - Entroques (éléments constituant la tige des crinoïdes)
Sa forme en étoile montre la symétrie pentaradiée caractéristique des échinodermes (famille des oursins et étoiles de mer)

3 - Polypier (squelette calcaire caractérisant certains polypes de cnidaire, formant les récifs coralliens)

La earthcache

Pour pouvoir valider cette earthcache, vous devrez répondre correctement aux questions suivantes.
Merci d’envoyer vos réponses via mon profil ou via la messagerie geocaching.com, ne les donnez pas dans votre log.
Vous pouvez ensuite loguer la cache "found it", je vous contacterai en cas de problème.

Merci à yamathom pour la création de cette earthcache.

1) D’où provient principalement le carbonate formant le calcaire ?

2) Quelles sont les meilleurs conditions (pression, température) pour la formation des calcaires ? Dans quel environnement se forment-ils donc principalement ?

3) Pour chacune des photos prises sur le site de la earthcache (1, 2 et 3), indiquez :
- sur quel monument elle a été prise (A, B, C, D, E ou F d’après le plan) ;
- le milieu de vie de l’animal et donc le lieu de formation du calcaire (partie de la plateforme continentale)

4) Quelle est la taille du fossile de la photo 1b et de celui de la photo 3 ?

5) Vous pouvez également ajouter à votre log une photo de vous ou de votre GPS sur les lieux de la earthcache (facultatif mais grandement apprécié).

This series of earthcaches will take you on a place of remembrance of Saint-Quentin. Besides the main memorial, several smaller memorials, made of various rocks, are on the site.

Biogenic carbonate

Some marine organisms use calcium dissolved in water (Ca²⁺) and bicarbonate (HCO₃^-) to form their shells. These shells are composed of calcium carbonate.

Ca²⁺ + 2 HCO₃^-  → 2 Ca(HCO₃)₂ → 2 CaCO₃ + 2 H₂O + 2 CO₂

Carbonate enter in the composition of limestone in large part through the calcareous shells from dead animals. These shells are held together by a carbonate cement. There are several categories of marine animals used in the composition of limestone:

• Plankton with limy test (like a shell) that falls on the bottom after death (foraminifera, coccolithophorids).
• Benthic animals with calcareous shells (snails, oysters, brachiopods, sea urchins ...).
• Animals having an external skeleton (exoskeleton) and form coral reefs (corals, some sponges, bryozoans).

Addition to the animals, algae and cyanobacteria which precipitate carbonate around them to form structures called stromatoliths, but we do not speak here.

Formation conditions

So, Limestone is a sedimentary rock that is formed mainly in the marine environment by the accumulation of shell debris.

On the death of these animals, shells accumulate on the seafloor forming carbonated sludge. They turn into limestone thanks to the pressure and time (thousands of years). Nevertheless, these calcareous shells can dissolve, and this the more easily as the temperature of the water is cold and the pressure is high. These conditions explain that the limestone is formed mainly in the warm, shallow waters, such as lagoons. Although limestone can form in lacustrine environment, the majority of existing rocks formed in marine environments.

Formation areas

The most favorable areas for the formation of limestone, are located on the edges of continents (mainly in tropical and equatorial zones). The reefs that develop form a barrier that breaks the sea currents. Then there are three areas:

• The coral reef and its associated fauna.
• Internal platform, protected from currents and therefore favorable to the development of fauna and flora.
• The external platform subjected to violence of ocean currents where the shells will be broken.

Note: the strength of currents and fauna, different in each area will define the different types of limestone.

Cut in edge of the continental shelf

Some fossils to watch

On the site of the earthcache, take the time to closely observe the different memorials made of limestone. Some examples of fossils that you can observe:

1 - Bivalve mollusc shell, top view (a) and in section (b)

2 - Entroques (elements constituting the rod crinoids)
Its star shape shows the "five" symmetry characteristic of echinoderms (Family urchins and starfish)

3 - Polypary (calcareous skeleton characterizing some cnidarian polyps form coral reefs)

The earthcache

To be able to validate this earthcache, you will have to correctly answer the following questions.
Thank you for sending your answers via my profile or the geocaching.com messaging, don't take it in your log.
You can then post your log "found it", I shall contact you in case of problem.

1) Where do carbonate forming limestone primarily come from ?

2) What are the best conditions (pressure, temperature) for the formation of limestone? In what environment do they form thus mainly?

3) For each of the photos taken on the site of earthcache (1, 2 and 3), specify:
- Monument on which it was taken (A, B, C, D, E or F according to the schematic map);
- The living environment of the animal and thus the formation area of the limestone (part of the continental shelf)

4) What is the size of the fossil from picture 1a and that of the photo 3?

5) You can also add to your log a picture of you or your GPS at the site of the earthcache (optional but strongly appreciated).