Cité de l'ancien EarthCache

Les fossiles
Qu'est-ce qu'un fossile ?
Emprisonnés dans un berceau minéral depuis des milliers voire des millions d'années, les fossiles attendent.
Ils attendent la lente érosion, quelques chamboulements ou mouvements tectoniques pour retrouver l'air libre où un jour, peut-être, des mains viendront les libérer de leur sarcophage.
Issu du latin fossilis signifiant « tiré de la terre », le fossile est le reste ou l'empreinte d'un être vivant, animal ou plante, préservé dans les dépôts sédimentaires de l'écorce terrestre.
Coquilles, dents, squelettes ou encore bois fossilisés apportent la preuve que d'autres organismes, parfois très différents de ceux que nous connaissons actuellement, ont jadis peuplé notre planète.
Au fil du temps, des espèces évoluent puis disparaissent, et ce sont leurs traces, conservées dans les roches, qui nous ouvrent les portes de ce lointain passé.
Que saurions-nous des trilobites, des ptérosaures ou encore des triceratops s'ils n'avaient pas laissé un témoignage de leur existence ?

Pourtant, si les fossiles étaient connus chez nous depuis les constructeurs de cathédrales qui, au Moyen-Age, trouvaient de petits coquillages dans les blocs de pierre. Leur présence même suscitait un grand embarras car elle remettait en cause les croyances religieuses liées à la création.
Selon ces dernières en effet, les espèces ne pouvaient avoir disparu et on imaginait alors que ces drôles de créatures inconnues hantaient les plus profonds des océans ou les recoins les plus inexplorés de la Terre.
Plus tard, les hommes virent dans les fossiles l'empreinte du déluge biblique, seule hypothèse alors capable d'expliquer que tant d'espèces aient pu disparaître.

En 1726, un savant suisse découvrit même un fossile qu'il baptisa Homo diluvi testis dans les roches alpines.
Cet "homme témoin du déluge" n'était finalement... qu'une salamandre géante !

Devenir fossile

La fossilisation est une immense loterie où seuls quelques chanceux gagneront le droit de laisser leurs traces dans la roche pour l'éternité. Le candidat, plante ou animal doit d'abord tirer le bon ticket lui garantissant une mort dans un lieu approprié, sans quoi son corps sera piétiné, détruit par l'érosion, dispersé ou dévoré par les charognards. Un lac ou lagon peut faire l'affaire. Mais cela ne s'arrête pas là. Une fois la dépouille arrivée dans son tombeau, elle doit être rapidement recouverte de sédiments. C'est là, dans ce sarcophage souvent privé d'oxygène et où la décomposition est ralentie voire stoppée, que le corps va lentement se pétrifier. Molécule par molécule, les tissus organiques vont être remplacés par des minéraux amenés par l'eau circulant entre les interstices. Puis, ce corps transformé, ou l'empreinte qu'il aura laissée dans les sédiments, va être compressé, enseveli et parfois soumis à de fortes pressions et températures. La fossilisation peut s'opérer plus rapidement si l'organisme s'échoue dans un conservateur naturel comme la tourbe, le bitume ou la résine. Puis, étape cruciale, le corps pétrifié, devenu fossile, doit encore faire son apparition à l'air libre et là, tout est question de chance. Ce coup de pouce prendra le nom d'érosion ou de mouvements tectoniques et permettra un jour, peut-être, au fossile d'être découvert par des paléontologues.

Les minéraux
Qu'est-ce qu'un minéral ?
Un minéral est un corps naturel, le plus généralement solide, caractérisé par une composition chimique bien définie et une structure atomique régulièrement ordonnée dans l'ensemble de son volume.
A l'exception de quelques-uns connus souvent depuis l'antiquité et conservés dans la nomenclature minéralogique moderne, les noms des minéraux sont tous du genre féminin et se terminent en -ite en référence au terme grec lithos « pierre ».
Cette première terminologie utilisée se rapporte, dans de nombreux cas, à des minerais métalliques ou des gemmes qui ont très tôt retenu l'attention.
Ainsi le nom « cinabre » se rencontre déjà dans des écrits de Théophraste datant de 315 av. J.C.

Les pratiques actuelles qui consistent à baptiser un minéral du nom d'une personne, d'un terme qui rappelle son chimisme, selon certaines de ses propriétés externes (faciès, habitus) ou encore sa localité originelle (chaméanite pour le gisement d'uranium de Chaméane derdans le Puy-de-Dôme), furent introduites dès la fin du XVIllème siècle par Werner et Haüy.
Les noms des minéraux relatifs à leur faciès ou à leur habitus sont souvent formés à partir de racines grecques ou latines.
Les espèces décrites et nommées par Haüy illustrent bien cette pratique (comme l'axinite, du grec axis « hache »).
Werner fut le premier, en 1783, à nommer une espèce minérale en l'honneur d'une personne.
Cette pratique est à l'heure actuelle très répandue (sktodowskite pour Marie Sklodowska-Curie, schubnélite pour Henri-Jean Schubnet).

Qu'est-ce qu'un cristal ?
Généralement, l'image d'un minéral est associée à celle d'un édifice géométrique limité par des faces planes qui se coupent selon des arêtes (lesquelles se rejoignent vers des sommets) ; cette forme parfaite est communément appelée cristal.
En fait, c'est l'agencement des ions, des atomes, des molécules, qui détermine les formes des minéraux.
Tout minéral possédant une structure cristalline (c'est-à-dire la répétition dans l'espace des atomes, grâce à des opérations de symétrie) va s'exprimer par un cristal dit idiomorphe dans le cas d'un libre développement de ses faces, ou xénomorphe si celui-ci a été gêné par la croissance de minéraux voisins.
Autrement dit, l'état cristallin ne se manifeste pas uniquement dans le seul contour géométrique, mais par la constance dans la masse du minéral, des mêmes propriétés géométriques.

Tous les réseaux cristallins possibles des minéraux se répartissent donc, dans le cadre d'une approche tridimensionnelle (trois directions de l'espace), selon sept classes cristallines ou systèmes cristallins (incluant des formes dérivantes), liés à sept types fondamentaux de symétrie d'orientation : cubique (fluorine, galène, pyrite), quadratique (stolzite, zircon), orthorhombique (barytine, olivine), monoclinique (azurite, gypse), triclinique (axinite), rhomboédrique (calcite, quartz, tourmaline), hexagonal (pyromorphite, béryl).
Tous ces systèmes sont étudiés par la cristallographie, cette science qui explique aussi les mécanismes de formation des cristaux.

La formation des minéraux
Sur les quelque 4000 minéraux connus, la grande majorité résulte de trois grands modes de formation :

- Les minéraux des gîtes orthomagmatiques. Ils sont issus de la présence à un moment donné de magma, peuvent être dispersés dans la roche hôte (gîte « disséminé » de diamant dans les kimberlites) ou concentrés (gîte « de ségrégation » de chromite). Ils proviennent parfois des actions conjuguées de la chaleur du magma et des fluides associés sur la roche encaissante : gîtes « de contact », « pegmatitiques » (avec enrichissement en bore, en lithium etc), « pneumatolytiques ».

- Les minéraux des gîtes hydrothermaux. Ils sont formés par précipitation (suite à la diminution de la température et/ou changement de la composition chimique et de l'acidité du milieu). On désigne par gîte hydrothermal toute concentration minérale ou métallifère formée à partir de fluides, essentiellement aqueux, de température inférieure à 473°C (point critique de l'eau). Lorsque, localement, le remplissage des fissures où circulent ces fluides est incomplet, se forment des cavités (« géodes » ou « druses »), souvent tapissées de cristaux.

- Les minéraux des gîtes d'oxydation et de cémentation. Parfois secondaires (azurite, malachite etc.), ils résultent de phénomènes d'oxydation (entre la nappe phréatique et ta surface du sol) ou de réduction (zone de cémentation en dessous de la nappe phréatique, où l'oxygène a un rôle moindre). En dessous de la zone réductrice, se trouve le gîte métallifère non altéré (« protore »).

La classification des minéraux
Lorsque les minéraux ne sont pas présentés selon leur répartition géographique, ils peuvent être disposés selon neuf classes, en fonction de critères chimiques et structuraux.

Classe I : les éléments natifs (-80 minéraux): métaux natifs (or, argent, cuivre, famille du platine), semi-métaux et métalloïdes (carbone, soufre).
Classe II : les sulfures et sulfosels (-350 minéraux), généralement tendres et fragiles (sauf la pyrite, la sperrylite) et parfois sectiles.
Classe III : les halogénures (-130 minéraux), souvent solubles dans l'eau, caractérisés par leur fragilité, leur dureté et leur densité faibles.
Classe IV : les oxydes et hydroxydes (-320 minéraux). Les oxydes (cassitérite, chromite) sont généralement des minéraux durs et denses, à l'opposé des hydroxydes.
Classe V : les borates et les carbonates (-200 espèces), caractérisés pour la plupart pour entrer en effervescence avec les acides.
Classe VI : les sulfates, chromates, molybdates et tungstates (-250 espèces). Les sulfates (anhydres ou hydratés), généralement peu colorés, sont les plus nombreux.
Classe VII : les phosphates, arséniates et vanadates (-250 espèces), dont beaucoup sont rares et ne se présentent qu'en petits cristaux.
Classe VIII : les silicates, qui représentent près du tiers de l'ensemble des minéraux connus. En fonction de l'agencement des atomes, six sous-classes ont d'ailleurs été définies.
Classe IX : les composés organiques du règne minéral (-30 espèces) comme l'ambre, certaines huiles, goudrons, cires etc.

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Fossils
What is a fossil?
Imprisoned in a mineral cradle for thousands or even millions of years, fossils are waiting.
They wait for slow erosion, a few tectonic movements or movements to find the open air where one day, perhaps, hands will release them from their sarcophagus.
The fossil, derived from the Latin fossilis meaning "drawn from the earth", is the remainder or the imprint of a living being, animal or plant, preserved in the sedimentary deposits of the earth's crust.
Shells, teeth, skeletons or fossilized woods prove that other organisms, sometimes very different from those we know today, once inhabited our planet.
Over time, species evolve and then disappear, and it is their traces, preserved in the rocks, that open the doors of this distant past.
What would we know about trilobites, pterosaurs or triceratops if they had not left a testimony of their existence?

However, if the fossils were known to us since the cathedral builders who, in the Middle Ages, found small shells in stone blocks. Their presence caused a great embarrassment because it called into question the religious beliefs related to the creation.
According to the latter, the species could not have disappeared and it was then imagined that these funny unknown creatures haunted the deepest oceans or the most unexplored corners of the Earth.
Later, men saw in the fossils the imprint of the Biblical deluge, the only hypothesis capable of explaining that so many species could have disappeared.

In 1726, a Swiss scholar even discovered a fossil which he baptized Homo diluvi testis in the Alpine rocks.
This "man witnessing the flood" was finally ... only a giant salamander!

Becoming a fossil

The fossilization is a huge lottery where only a few lucky win the right to leave their tracks in the rock for eternity. The candidate, plant or animal must first draw the right ticket guaranteeing a death in an appropriate place, otherwise his body will be trampled, destroyed by erosion, scattered or devoured by scavengers. A lake or lagoon can do the trick. But that does not stop there. Once the body has reached its tomb, it must be quickly covered with sediment. It is there, in this sarcophagus often deprived of oxygen and where the decomposition is slowed down or stopped, that the body will slowly petrify. Molecule per molecule, the organic tissues will be replaced by minerals brought by the water circulating between the interstices. Then, this transformed body, or the imprint it has left in the sediments, will be compressed, buried and sometimes subjected to high pressures and temperatures. Fossilization can occur more quickly if the organism runs aground in a natural preservative such as peat, bitumen or resin. Then, a crucial stage, the petrified body, which has become a fossil, must still appear in the open air, and then everything is about chance. This boost will take the name of erosion or tectonic movements and will eventually allow the fossil to be discovered by paleontologists.

The minerals
What is a mineral?
A mineral is a natural body, the most generally solid, characterized by a well-defined chemical composition and an orderly atomic structure throughout its volume.
With the exception of a few known since ancient times and preserved in modern mineralogical nomenclature, the names of the minerals are all feminine and end in -ite in reference to the Greek term lithos "stone".
This first terminology used in many cases relates to metallic minerals or gems that have attracted attention very early.
Thus the name "cinnabar" is already found in the writings of Theophrastus dating from 315 BC.

Current practices of baptizing a mineral by the name of a person, a term reminiscent of its chemistry, some of its external properties (facies, habitus) or its original locality (chamaeanite for the uranium deposit of Chaméane in the Puy-de-Dôme) were introduced at the end of the 16th century by Werner and Haüy.
The names of the minerals relating to their facies or habitus are often formed from Greek or Latin roots.
The species described and named by Haüy illustrate this practice well (such as axinite, from the Greek axis 'ax').
Werner was the first in 1783 to name a mineral species in honor of a person.
This practice is currently widespread (sktodowskite for Marie Sklodowska-Curie, schubnelite for Henri-Jean Schubnet).

What is a crystal?
Generally, the image of a mineral is associated with that of a geometric edifice limited by planar faces that intersect along edges (Which reach a high) ; This perfect form is commonly called crystal.
In fact, it is the arrangement of ions, atoms, and molecules that determines the forms of minerals.
Any mineral possessing a crystalline structure (that is to say the repetition in space of atoms, through operations of symmetry) will be expressed by a so-called idiomorphic crystal in the case of a free development of its faces , Or xenomorph if it has been hampered by the growth of neighboring minerals.
In other words, the crystalline state does not manifest itself solely in the geometrical contour alone, but in the constancy in the mass of the mineral, of the same geometrical properties.

All possible crystalline networks of minerals spread so, within the framework of a three-step approach (three directions in space), according to seven crystal classes or Crystal systems (including forms drifting), related to seven basic types of symmetry of orientation : cubic (fluorite, Galena, pyrite), quadratic (stolzite, zircon), Orthorhombic (barite, olivine), monoclinic (azurite, gypsum), triclinique (axinite), rhombohedral (calcite, quartz, tourmaline), hexagonal (pyromorphite, beryl).
All these systems are studied by crystallography, which also explains the mechanisms of crystal formation.

The formation of minerals
Of the approximately 4000 known minerals, the great majority results from three major modes of formation:

- Minerals of orthomagmatic deposits. They originate from the presence at a given moment of magma, can be dispersed in the host rock ("disseminated" deposit of diamond in the kimberlites) or concentrated ("segregation" deposit of chromite). They sometimes come from the combined actions of magma heat and the associated fluids on the surrounding rock : "Contact", "pegmatitic" (with enrichment in boron, lithium etc.), "pneumatolytics".

- The minerals of hydrothermal deposits. They are formed by precipitation (following the decrease in temperature and / or change in the chemical composition and the acidity of the medium). Hydrothermal deposit refers to any mineral or metalliferous concentration formed from fluids, essentially aqueous, at a temperature of less than 473 °C (critical point of water). When the filling of the cracks in which these fluids circulate is incomplete, cavities ("geodes" or "druses") are formed, often lined with crystals.

- The minerals of oxidation and carburization deposits. Sometimes secondary (azurite, malachite, etc.), they result from oxidation phenomena (between the water table and the soil surface) or reduction (cementing zone below the water table, where oxygen has a lesser role ). Below the reducing zone is the unprotected metal deposit ("protore").

The classification of minerals
Where minerals are not presented according to geographical distribution, they may be arranged in nine classes based on chemical and structural criteria.

Class I : native elements (-80 minerals): native metals (gold, silver, copper, platinum family), semi-metals and metalloids (carbon, sulfur).
Class II : sulphides and sulphosalts (-350 minerals), generally tender and fragile (except pyrite, sperrylite) and sometimes dry.
Class III : halides (-130 minerals), often soluble in water, characterized by their fragility, their hardness and their low density.
Class IV : oxides and hydroxides (mineral). The oxides (cassiterite, chromite) are generally hard and dense minerals, as opposed to hydroxides.
Class V : borates and carbonates (-200 species), mostly characterized by effervescence with acids.
Class VI : sulphates, chromates, molybdates and tungstates (-250 species). The sulphates (anhydrous or hydrated), generally not very colored, are the most numerous.
Class VII : phosphates, arseniates and vanadates (-250 species), many of which are rare and occur only in small crystals.
Class VIII : silicates, which account for nearly one-third of all known minerals. Depending on the arrangement of the atoms, six subclasses have been defined.
Class IX : the organic compounds of the mineral kingdom (-30 species) such as amber, certain oils, tars, waxes etc.

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