La Earthcache / The Earthcache
Parce qu'il y a aussi le grès vosgien en Alsace...
Cette cache géologique est l'occasion de découvrir plusieurs phénomènes géo-chimiques dont le principal protagoniste est le fer, donnant des couleurs et des formes très particulières aux monuments de cette belle ville d'Achenheim.
► A l'origine, blanc-gris était le grès...
Le grès est une roche sédimentaire détritique, issue de l’agrégation et la cimentation (ou diagenèse) de grains de sable.
Il s'agit d'une roche cohérente et dure.
Ces grains de sable sont souvent composés de silice (le plus souvent du quartz, mais parfois de grains de feldspath et de micas noirs), mais ils peuvent avoir d’autres compositions.
Le blanc-gris, résultant de la présence de matière organique, est la couleur originelle des sables formant le matériel de base des grès vosgiens.
Le grés peut prendre des couleurs très variées selon les minéraux présent dans les sédiments qui le composent, mais dans le cas du grès vosgien, c'est le fer qui en assure principalement la coloration .
Si celui-ci peut lui donner une couleur qui en a fait sa renommée nationale, en matière de chromatique, rien n'est jamais gravé dans le marbre, ou plutôt dans le grès.
► ...Puis la couleur fut...
Au fur et à mesure de la diagenèse du grès vosgien, celui-ci change de parure ; ainsi se met en place un pigment rouge, un oxyde de fer, responsable de sa coloration.
Les conditions essentielles à la coloration rouge au cours de l'enfouissement et de la diagenèse de la roche sont la présence de minéraux riches en fer et les conditions oxydantes.
En effet, l'altération de minéraux initialement riches en fer comme le mica noir ou la magnétite, libère les minéraux de fer qui migrent vers les grains voisins et les teintent d'une fine pellicule rose lorsque le milieu est bien oxygéné.
C'est le phénomène de rubéfaction, un processus qui se produit tout au long de l'enfouissement du sédiment.
Le Fer prend alors une forme oxydée (Fe3+) également appelé oxyde ferrique (le composé chimique de formule Fe2O3), dont la forme minérale est l'hématite.
Cette mise en place se produit généralement dans des conditions sèches (anhydres), comme dans le cadre d'une exondation ou dans des milieux très oxygénés (eaux vives et infiltration d'air).
► ...Mais parfois la couleur s'en alla
Dans toutes les formations rouges peuvent se rencontrer des zones grises, de contour et d'extension variables, communément qualifiées de "niveaux décolorés".
Elles seraient le résultat de conditions réductrices plus ou moins importantes, ayant affecté la roche à des degrés divers.
Ainsi, dans des environnements pauvres en oxygène (au contact d'eau stagnante par exemple), les conditions redeviennent réductrices et le fer oxydée (Fe3+) passe à l'état ferreux (Fe2+), ion très soluble.
Cette remise en suspension a pour conséquence de faire perdre l'aspect coloré de la roche en provoquant l'évacuation progressive des oxydes de fer par les eaux de percolation.
Cela forme des halos ou des zones nimbées de couleur originelle gris-blanche à l'intérieur de la matrice rose, comme si la roche n'avait jamais subi de rubéfaction.
Pour autant, ce fer réduit en suspension n'a pas vocation à rester dans cet état indéfiniment.
Lors de changement de conditions géo-chimiques, celui est de nouveau amené à se précipiter, mais sous une forme différente de la rubéfaction.
~ Précipitation par concentration
Lorsque les conditions réductrices sont insuffisantes ou passagères, l'oxyde ferrique peut réapparaître, soit sous la forme de pigment dans des zones où la couleur rouge s'accentue, soit à l'état de concrétions.
Le fer en suspension va avoir tendance à se concentrer à la périphérie des taches dérubanisées, se précipitant sous la forme de tâches de couleur rouille profonde délimitant la zone.
Dans le grès vosgien, le contact entre les deux zones du grès est marqué par de petites accumulations d'oxyde de fer de la taille d'une tête d'épingle.
~ Précipitation en anneaux de Liesegang.
La remobilisation du fer s'effectue de façon préférentielle au niveau des failles et des fissures de la roche ; c'est le cas de la formation des anneaux de Liesegang.
Ces "anneaux" ne sont quasiment jamais des anneaux (donc rarement concentriques ou réellement géométriques) mais des fronts de mobilisation - diffusion - précipitation qui peuvent se répéter à intervalles réguliers (ou moins) dans le temps en fabriquant des figures d'interférences assez étonnantes...
Les anneaux de Liesegang sont un exemple de structure périodique obtenue par une réaction chimique de diffusion/précipitation.
Because there is also the Vosges sandstone in Alsace ...
This geological cache is an opportunity to discover several geochemical phenomena whose main protagonist is iron, giving colors and very specific forms to the monuments of this beautiful city of Achenheim.
► Originally, white-gray was sandstone ...
Sandstone is a detrital sedimentary rock, resulting from the aggregation and cementation (or diagenesis) of sand grains.
It is a coherent and hard rock.
These grains of sand are often composed of silica (most often quartz, but sometimes grains of feldspar and black micas), but they can have other compositions.
The gray-white, resulting from the presence of organic matter, is the original color of the sands forming the basic material of the Vosgian sandstones.
The sandstone may vary in color depending on the minerals present in the sediments that make it up, but in the case of the Vosges sandstone, it is the iron which mainly ensures the coloration.
If it can give it a color that has made its national fame, in terms of chromatic, nothing is ever engraved in marble, or rather in sandstone.
► ... Then the color was ...
As and when the diagenesis of the Vosges sandstone, it changes dress; thus a red pigment, an oxide of iron, is put in place, responsible for its coloring.
The essential conditions for red coloration during the burial and diagenesis of the rock are the presence of iron-rich minerals and oxidizing conditions.
In fact, the alteration of minerals initially rich in iron, such as black mica or magnetite, frees the iron minerals that migrate to the neighboring grains and tint them with a thin pink film when the medium is well oxygenated. This is the phenomenon of reddening, a process that occurs throughout the burial of the sediment.
The iron then takes an oxidized form (Fe3 +) also called ferric oxide (the chemical compound of formula Fe2O3), whose mineral form is hematite.
This placement usually occurs under dry conditions (anhydrous), as in the context of an exposure or in highly oxygenated environments (white water and infiltration of air).
► ... but sometimes the color went away
In all the red formations gray zones of variable contour and extension can be encountered, commonly referred to as "discolored levels". They would be the result of more or less important reducing conditions, having affected the rock to varying degrees.
Thus, in oxygen-poor environments (in contact with stagnant water for example), the conditions become reductive again and the oxidized iron (Fe3 +) changes to the ferrous state (Fe2 +), a very soluble ion.
This resuspension has the effect of losing the color of the rock by causing the progressive evacuation of iron oxides by the percolation water. This forms halos or areas of the original gray-white color inside the pink matrix, as if the rock had never undergone reddening.
However, this reduced iron suspension is not intended to remain in this state indefinitely.
When changing geochemical conditions, it is again rushed, but in a different form of reddening.
~ Precipitation by concentration
When the reducing conditions are insufficient or temporary, the ferric oxide may reappear, either in the form of pigment in areas where the red color is accentuated, or in the state of concretions.
Suspended iron will tend to concentrate on the periphery of unsealed patches, rushing in the form of deep rust-colored spots delineating the area.
In the Vosges sandstone, the contact between the two zones of the sandstone is marked by small accumulations of iron oxide the size of a pinhead.
~ Precipitation in Liesegang rings.
The remobilization of iron is preferentially carried out at the level of faults and cracks of the rock; this is the case of the formation of Liesegang rings.
These "rings" are almost never rings (so rarely concentric or really geometric) but mobilization fronts - diffusion - precipitation that can be repeated at regular intervals (or less) over time by producing rather surprising interference patterns ...
The Liesegang rings are an example of a periodic structure obtained by a chemical diffusion / precipitation reaction.
► Sources bibliographiques / Bibliographical sources
Les Questions / The Questions
La lecture attentive du descriptif de la cache, ainsi qu'une observation des éléments de terrain et un peu de déduction sont normalement suffisants pour répondre aux questions de cette EarthCache.
A careful reading of the description of the cache, as well as observation of terrain features and some deduction is usually sufficient to answer questions of this EarthCache.
Questions pour valider :"Le Fer dans tous ses états à Achenheim"
Questions to validate: "Iron in all its states in Achenheim"
ATTENTION, le point virtuelle de la cache géologique n'amène pas d'observation, mais est placé là pour ne pas superposer une cache traditionnelle voisine.
Les points à observer sont les points 1 (WP1) et les points 2 (WP2).
ATTENTION, the virtual point of the geological cache does not bring observation, but is placed there so as not to superimpose a neighboring traditional cache.
The points to be observed are points 1 (WP1) and points 2 (WP2).
Point 1 : N 48° 34.605 E 007° 37.596
Vous voici devant le magnifique monument aux morts d'Achenheim. Vous retrouverez sur la photo WP1 les zones à observer.
Here you are in front of Achenheim's magnificent monument to the dead. You will find in the photo WP1 the areas to observe.
- Question 1 : Observer la zone A pointée par la flèche rouge. De quelle couleur est la roche ? Comme s'appelle le phénomène à l'origine de cette couleur ?
- Question 1 : Observe the area A pointed by the red arrow. What color is the rock? As is called the phenomenon at the origin of this color?
- Question 2 : Observer la partie gauche de la colonne de gauche sous la zone bleue.De vastes zones présentent une coloration différente du reste de la roche. Est-ce due au fait que la roche ne possède pas du tout de fer ? Justifier votre réponse.
- Question 2 : Observe the left part of the left column under the blue zone. What is its color mainly? Is it due to the fact that the rock does not have any iron? Justify your answer.
Point 2 : N 48° 34.606 E 007° 37.603
Retournez vous et dirigez vous vers le pas de l'église (photo WP2).
Go back and head towards the church (photo WP2).
- Question 3 : Sur le pilier droit en haut des marches, décrivez les formes observables sous la zone jaune. Comme se nomment ses formations et comme se sont-elles formées ?
- Question 3 : On the right pillar at the top of the steps, describe the observable shapes under the yellow zone. What are its formations called and how did they form?
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