La carrière de basalte
Vous vous trouvez au sein d’une carrière de basalte exploitée pendant de nombreuses années. Le site est aujourd’hui remarquable tant par sa beauté naturelle et sa richesse ornithologique que par son excavation qui paraît le doter d’un nouveau cratère dévoilant de belles orgues basaltiques.
Formation d’orgues volcaniques
Pour la plupart des auteurs, les orgues se forment par rétraction de la lave en fin de refroidissement. Il y a alors diminution de volume liée à la solidification totale de la coulée. Cela entraîne une fracturation de la roche, perpendiculairement aux surfaces de refroidissement. La prismation se forme donc également perpendiculairement aux surfaces de refroidissement. Il en résulte des orgues verticales pour une coulée horizontale. Idéalement, on observe trois systèmes de prismation superposés (voir schéma) :
- au sommet de la coulée : la fausse colonnade ;
- au cœur de la coulée : l'entablement ;
- à la base de la coulée : la vraie colonnade.
La présence et l'importance relative des divers systèmes varient considérablement d'une coulée à l'autre. Ainsi l'entablement peut manquer totalement ou se développer sur les deux tiers de l'épaisseur totale.
Pourquoi des hexagones ?
L'hexagone correspond à l'expression géométrique traduisant au mieux la répartition des déformations et le relâchement des contraintes de retrait. La forme "iso-contrainte" idéale dans le plan est un cercle avec un inconvénient toutefois qui réside dans le non remplissage intégral de la surface. Le meilleur compromis géométrique est l'hexagone, qui résout à la fois l'isotropie et le problème d'empilement. Évidemment, dans la nature, cet "idéal hexagonal" n'est pas toujours vérifié et ce sont alors des motifs polyédriques qui se réalisent.
Il est notable que cette occupation optimale de l'espace et l'utilisation d'un minimum de cire n'ont pas échappé aux abeilles qui élaborent des alvéoles hexagonales.
Questions
Compréhension du listing :
1. Quel phénomène provoque la fracturation de la roche, formant ainsi les colonnades ?
2. D’après l’aspect des orgues, le refroidissement a-t-il été ici plutôt rapide ou plutôt lent ?
Terrain :
3. Quel est l’angle approximatif des orgues avec la verticale ? La surface de refroidissement était-elle horizontale ?
4. Les blocs au sol (petit talus) sont des fragments des orgues. Ils permettent d’en observer la forme et la section. Les orgues ont-elles toutes une section hexagonale ?
5. Quelle est la couleur de la roche volcanique qui forme les orgues (couleur interne, pas externe) ?
6. En prenant un peu de recul, la fausse colonnade et l’entablement sont-ils visibles sur ce site ?
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Basalt quarry
You are inside an old basalt quarry operated for many years. This site is today remarkable both for its natural beauty, its rich birdlife such as its excavation that seems to endow a new crater revealing beautiful basalt columns.
Basalt columns formation
For most authors, “organs” are formed by the lava retraction at the end of cooling. Due to the total solidification of the flow, its volume is reduced. This causes rock fracturing perpendicular to the cooling surfaces. The prismation therefore also form perpendicularly to the cooling surfaces. This results in vertical organs for an horizontal flow. Ideally, we observe three bunk prismation systems (see diagram):
- atop the flow: the false colonnade;
- at the heart of the casting: the entablature;
- at the base of the flow: the real colonnade.
The presence and relative importance of the various systems significantly vary from one flow to another. Thus, the entablature may be missing or develop on two thirds of the total thickness.
Generally, the more the cooling is slow, the more regular the prisms will be (that is to say, a constant section).
Why hexagons?
The hexagon is the better geometrical term that reflects the better deformation distribution and relaxation of residual stresses. On a plan, the ideal "iso-strain" is a circle. It has however the disadvantage of not fully filling the surface. The best geometric compromise is the hexagon, which solves both the stacking problem and the isotropy. Obviously, in nature, the "hexagonal ideal" is not always true and polyhedral patterns may occur.
It is notable that this optimal use of space and the use of a minimum of wax is not avoided by bees which develop hexagonal cells.
Questions
Listing understanding:
1. What phenomenon causes the fracturing of the rock, forming colonnades?
2. According to the aspect of the columns, was the cooling rather fast or slow?
Field:
3. What is the approximate angle of the columns with the vertical? Was the cooling surface horizontal?
4. The blocks on the ground (small embankment) are fragments of columns. They allow observing the shape and section. Do the columns all have a hexagonal section?
5. What is the color of the volcanic rock that forms the columns (internal color, not external)?
6. Taking a step back, are the false colonnade and entablature visible on this site?
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