Le Calcaire de Carolus Magnus EarthCache

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           ► Le site d'observation : la statue de Charlemagne et ses Leudes

Depuis plus d'un siècle, sur la place du parvis de la Cathédrale, trône une imposante statue de bronze représentant Charlemagne (Carolus Magnus) triomphant sur un cheval accompagné de ses leudes, Roland et Olivier.

Pour mettre en valeur cette oeuvre majestueuse, les architectes ont utilisé un impressionnante piédestal constitué d'un seul bloc d'un calcaire particulier, un calcaire fossilifère de bourgogne , région chère à notre empereur.

Partons à la découverte de cette formation géologique, donc les imposantes dimensions (plus de 45 m3) permettent d'en observer tous les secrets.

► Le calcaire de l'empereur

           ~ Nature et formation

Les calcaires sont des roches sédimentaires, tout comme les grès ou les gypses, facilement solubles dans l'eau (voir karst), composées majoritairement de carbonate de calcium CaCO3, mais aussi de carbonate de magnésium MgCO3.

Il existe plusieurs environnements de formation :
- En milieu continental (tufière, stalactites, stalagmites).
- En lacustre, caractérisé souvent par des fortes teneurs en argile (marnes) et par des fossiles d'animaux d'eau douce (ex : planorbe).
- En milieu océanique, souvent caractérisés par la présence de fossiles d'animaux marins (ex : ammonite, coraux, arthropode, gastéropodes).

Ces environnements aboutissent à plusieurs modes de formation des roches calcaires :
- Par précipitation (calcaire chimique), soit autour d'impuretés ou d'éléments fossiles (ex : calcaire à oolithes), soit par brusque dégazage d'une eau souterraine arrivant à l'air libre (grotte, source) ou soumise au prélèvement par des végétaux du CO2 (travertins).
- Par action des êtres vivants. Ils peuvent résulter d'une forte accumulation de coquilles ou de carapaces calcaires (intactes ou en débris), comme la craie, ou être bio-construits (calcaire récifal). Ils sont toujours fossilifères. On parle alors de calcaire biogénique.
- Par accumulation de clastes calcaires issus de l'érosion. On parle alors de calcaire détritique (ex : brèches calcaires).

           ~ Une roche témoin des conditions de vie de son époque

L'étude des caractéristiques du calcaire (texture des grains de carbonate de calcium, côté massif ou agglomérés,et surtout proportion et nature des fossiles) permet de caractériser les conditions de formation d'une roche calcaire (phase de dépôt des sédiments).

Ainsi, un calcaire marneux et pauvre en fossiles sera caractéristique d'un milieu profond faible en oxygène.
A contrario, un calcaire claire riche en fossiles sera caractéristique d'un milieu de faible profondeur, généralement marin, sous des latitudes à climat chaud.
Ces conditions seront d'autant plus vérifiées par la présence de certains fossiles comme les coraux ou les gastéropodes.

De manière générale, les fossiles sont des aides précieuses dans la connaissance de notre planète, et notamment dans la datation des formations d'une couche sédimentaire. On appelle fossile stratigraphique un fossile caractéristique d'une époque géologique délimitée dans le temps.

Voici quelques exemples de fossiles :

           ~ Une histoire sous pression

Le calcaire porte parfois les stigmates d'un vie mouvementée, sous pression, qui a amener une déformation de la roche particulière aux roches carbonatées.

Sous un régime compressif, le carbonate de Calcium peut se dissoudre, induisant une diminution du volume de la roche.
Ces surfaces de dissolution vont rester marquées dans la roche, sous la forme de surfaces crénelées appelées stylolithes.

Park and Schot ont reconnu plusieurs géométries différentes, donnant lieu à une classification :

- Type simple ou primaire comme une vague

- Type suturée, comme de petite crénelure irrégulière

- Type "Up-peak" / "Down-peak" (Rectangulaire)

- Type en crète (conique et pointue)

- Type Sismogramme

Ces figures tectoniques témoignent d'une déformation en régime compressif. Dans le cadre d'un calcaire bourgignon, cela s'est produit pendant la collision continental lors de l'orogenèse alpine.

           ►  The observation site: the statue of Charlemagne and his Leudes

For more than a century, on the square of the square of the Cathedral, sits an imposing bronze statue of Charlemagne (Carolus Magnus) triumphing on a horse with his leudes, Roland and Olivier.

To highlight this majestic work, the architects used an impressive pedestal made of a single block of a particular limestone, fossiliferous limestone of burgundy, a region dear to our emperor.

Let's explore this geological formation, so the imposing dimensions (more than 45 m3) allow to observe all the secrets.

           ►  The limestone of the emperor

           ~ Nature and formation

Limestones are sedimentary rocks, just like sandstones or gypsums, easily soluble in water (see karst), composed mainly of calcium carbonate CaCO3, but also magnesium carbonate MgCO3.

There are several training environments:
- In the continental environment (tufa, stalactites, stalagmites).
- In lacustrine, often characterized by high levels of clay (marl) and by fossils of freshwater animals (eg planorbe).
- In the oceanic environment, often characterized by the presence of fossils of marine animals (eg ammonite, corals, arthropods, gastropods).

These environments lead to several modes of formation of limestone rocks:
- By precipitation (chemical limestone), either around impurities or fossil elements (eg oily limestone), or by sudden degassing of groundwater arriving in the open air (cave, source) or subject to sampling by plants of CO2 (travertines).
- By action of living beings. They can result from a strong accumulation of calcareous shells or carapaces (intact or in debris), such as chalk, or be bio-constructed (reef limestone). They are still fossiliferous. This is called biogenic limestone.
- By accumulation of limestone clasts resulting from erosion. This is called detritic limestone (eg limestone breccia).

           ~ A rock witness the living conditions of his time

The study of the characteristics of limestone (texture of calcium carbonate grains, solid side or agglomerates, and especially proportion and nature of fossils) makes it possible to characterize the conditions of formation of a limestone rock (sediment deposition phase).

Thus, a marly limestone and poor in fossils will be characteristic of a deep medium low in oxygen.
In contrast, a clear limestone rich in fossils will be characteristic of a shallow environment, generally marine, in latitudes with hot climate. These conditions will be all the more verified by the presence of certain fossils such as corals or gastropods.

In general, fossils are valuable aids in the knowledge of our planet, and in particular in the dating of formations of a sedimentary layer. A stratigraphic fossil is a fossil characteristic of a geological time delimited in time.

Here are some examples of fossils:

           ~ A story under pressure

The limestone sometimes carries the stigmata of an eventful life, under pressure, which brought a deformation of the rock particular to the carbonate rocks.

Under a compressive regime, the calcium carbonate can dissolve, inducing a decrease in the volume of the rock.
These dissolving surfaces will remain marked in the rock, in the form of crenellated surfaces called styloliths.

Park and Schot have recognized several different geometries, giving rise to a classification:
- simple or primary type as a wave
- sutured type, like small irregular crenellation
- Type "Up-peak" / "Down-peak" (Rectangular)
- Crete type (conical and pointed)
- Type Sismogram

These tectonic figures show compression deformation. In the context of a Burgundy limestone, this occurred during the continental collision during the alpine orogeny.

Les Questions / The Questions

Questions pour valider :"Le Calcaire de Carolus Magnus"
Questions to validate: "The limestone of Carolus Magnus"