Le contexte
La statue équestre de Vercingétorix qui trône sur la place de Jaude fut réalisée en 1903 par le sculpteur Auguste Bartholdi, plus connu pour sa réalisation de la statue de la Liberté à New-York. La statue équestre représente le chef arverne Vercingétorix, vainqueur du siège de Gergovie. Le socle est un assemblage de roches plutoniques taillées tandis que la sculpture est constituée d’un alliage métallique. Ce monument est classé au titre des monuments historiques depuis le 19 mai 1994.
Plutons et cristaux
Un « pluton » ou « roche plutonique » est une roche magmatique grenue (constituée de grains, comme les granites, les diorites ou les gabbros). Le magma liquide présent dans le manteau se cristallise progressivement au fur et à mesure qu'il remonte vers la croûte terrestre et que la température baisse. On les distingue des roches volcaniques, dont le refroidissement se fait en surface ou très proche de la surface. La cristallisation est variable selon la vitesse de remontée et de refroidissement : plus le refroidissement est lent, plus les cristaux formés sont gros. La taille des cristaux permet de diviser les plutons en deux sous-familles :
- les plutons à texture microgrenue : ils sont composés de cristaux bien visibles, mais de taille millimétrique (refroidissement lent) ;
- les plutons porphyroïdes : ils sont composés de phénocristaux de grande taille, supérieure au centimètre (refroidissement très lent).
Composition minéralogique des plutons
Différents minéraux, principaux ou accessoires (tous ne sont pas forcément présents), peuvent entrer dans la composition d’une roche plutonique :
- le quartz, minéral dur, translucide et gris qui rappelle l’aspect du gros sel. C’est le dernier minéral à cristalliser lors du refroidissement, il comble donc les espaces avec des cristaux de formes variées ou bien sous forme de larges veines ;
- l’albite (feldspath sodique) blanc laiteux ;
- l’orthose (feldspath potassique), de couleur rose en raison de la présence d’hématite (un oxyde de fer). Plus il y a d’hématite, plus la teinte est marquée ;
- la muscovite (mica blanc), blanc brillant à argenté, à l’aspect nacré ;
- la biotite (mica noir), brun sombre à noir en raison de la présence d’oxyde de magnésium et d’oxyde de fer ;
- la tourmaline, minéral accessoire de couleur noire formant des bâtonnets allongés de section triangulaire pouvant atteindre plusieurs centimètres de longueur.
Teinte générale d’une roche
La couleur des cristaux est directement liée à la composition chimique des minéraux. La teinte générale d’une roche dépend donc des minéraux qu’elle contient. Sa coloration est en lien direct avec la proportion de minéraux ferromagnésiens qu’elle contient :
- une roche hololeucocrate possède moins de 12,5 % de ferromagnésiens ;
- une roche leucocrate possède entre 12,5 et 37,5 % de ferromagnésiens ;
- une roche mésocrate possède entre 37,5 et 62,5 % de ferromagnésiens ;
- une roche mélanocrate possède entre 62,5 et 87,5 % de ferromagnésiens ;
- une roche holomélanocrate est noire avec plus de 87,5 % de ferromagnésiens.
Diagramme de Streckeisen
La composition minéralogique d’une roche et la teinte générale permettent de déterminer la nature d’une roche magmatique (qu’elle soit plutonique ou volcanique), à l’aide du diagramme de Streckeisen :
Les métaux et l'oxydation
Soumis à l’air atmosphérique, les métaux peuvent subir une oxydation en réagissant avec le dioxygène, le dioxyde de carbone ou l’eau. Cette transformation chimique peut conduire à la corrosion de la structure et surtout à une évolution de son aspect, caractéristique du métal qui la compose :
- un alliage contenant du fer (l’acier par exemple) prendra une teinte rouge orangée (rouille) en s’oxydant ;
- un alliage contenant du zinc se couvrira d’une patine blanchâtre en s’oxydant ;
- un alliage contenant du cuivre (le bronze par exemple), prendra une teinte vert-de-gris en s’oxydant.
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.
Zones jaunes de la photo « WPT1 »
1. Ce granite présente un type de cristaux principal. D’après leur couleur, déduisez la nature de ces cristaux. À quoi est due cette coloration ?
2. Un second type de cristaux se distingue dans cette formation plutonique. D’après leur couleur, déduisez-en la nature de ces cristaux.
3. Qualifiez le granite (microgrenu ou porphyroïde) d’après la taille des cristaux.
Zones rouges de la photo « WPT1 »
4. Quel minéral est ultra-prédominant dans la roche plutonique qui constitue ces éléments du socle ?
5. Qualifiez cette roche d’après sa teinte générale (« ……crate »).
6. En utilisant le diagramme de Streckeisen, de quelle roche plutonique s’agit-il donc ?
La statue de Vercingétorix
7. En omettant les salissures de pigeons :D et d’après la teinte générale observable en surface, de quel alliage est constituée la statue de Vercingétorix ?
Optionnel : une photo en noir et blanc de vous ou votre GPS avec le monument en arrière-plan n’est pas obligatoire mais fortement appréciée ^^
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The context
Vercingetorix statue which stands in the middle of Jaude place was built in 1903 by the sculptor Auguste Bartholdi, more known for its realization of the Statue of Liberty in New York. This statuefigures the Arverne chief Vercingetorix, winner at the Gergovia siege. The base is an assembly of cut plutonic rocks while the sculpture is constituted with a metallic alloy. This monument is classified as a “Historical Monument” since 1994.
Plutons and crystals
A “pluton” or a “plutonic rock” is a grainy magmatic rock. It is constituted by grains, such as granite, diorite or gabbros. The liquid magma from Earth mantle crystallizes gradually when rising up towards the surface and the temperature decreasing. They have to be distinguished from volcanic rocks, also coming from uprising magma but which cooling holds on the surface or very close to it. Crystallization is depends on the uprising and temperature decreasing speeds: the more the cooling is slow, bigger are the crystals. Size of crystals allow to divide plutons into two under-families:
- plutons with microgranular structures: they are composed with visible crystals of millimeter size (slow cooling);
- porphyroid plutons: they are composed of large phenocrysts, greater than one centimeter (very slow cooling)
Plutons mineralogical composition
A plutonic rock is composed of several main or accessories minerals (all are not necessarily present):
- quartz: hard, translucent gray mineral, which looks like rough salt. This is the last crystallizing mineral during the cooling, it then fills spaces with varied shape crystals or as large veins.
- albite (sodic feldspar) : milky white;
- orthose (potassic feldspare) : its pink color is due to the presence of hematite (an iron oxide). The more hematite is present, the more the color is deep;
- muscovite (white mica): shiny and pearly white to silvery;
- biotite (black mica) : dark brown to black, due to the presence of magnesium and iron oxides;
- tourmaline : black accessory mineral which forms elongated rods of triangular section, sometimes several centimeters long.
General shade of a rock
The color of crystals is directly related to their chemical composition. The global shade of a rock depends then of the minerals it contains. Its shade has a direct link with the proportion of ferromagnesian minerals it contains:
- a hololeucocratic rock has less than 12,5 % of ferromagnesians;
- a leucocratic rock has between 12,5 and 37,5 % of ferromagnesians;
- a mesocratic rock has between 37,5 and 62,5 % of ferromagnesians;
- a melanocratic rock has between 62,5 and 87,5 % of ferromagnesians;
- a holomelanocratic rock is black with more than 87,5 % of ferromagnesians.
Streckeisen diagram
Mineralogical composition of a rock and its global shade allow the determination of the nature of a plutonic or volcanic rock, thanks to the Streckeisen diagram:
Metals and oxidation
Subject to atmospheric air, metals can de oxidized by reacting with dioxygene, carbon dioxide or water. This chemical transformation can lead to the structure corrosion and to an evolution of its appearance, characteristic of the metal:
- an iron-based alloy such as steel will show an reddish orange (rusty) shade when oxidized;
- a zinc-based alloy will be covered with a whitish patina when oxidized;
- a copper-based alloy such as bronze will show a greenish shade when oxidized.
Questions
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.
Yellow zones of picture “WPT1”
1. This granite shows a main type of crystals. Based on their color, determine the nature of these crystals. What gives them this color?
2. Another type of crystals can be seen in this plutonic formation. Based on their color, determine the nature of these crystals.
3. Qualify this granite (microgranular or porphyroid) based on the crystal size.
Red zones of picture “WPT1”
4. Which mineral is highly prevailing in the plutonic rock that constitutes these elements of the base?
5. Qualify this rock based on its global shade (“……cratic”).
6. Using the Streckeisen diagram, what kind of plutonic rock is this?
Vercingetorix statue
7. Based on the global shade visible on its surface of the statue (don’t bother the pigeon soilings ^^), which alloy constitutes the Vercingetorix statue?
Optional: a picture of you or your GPS device with the monument in the background is not mandatory but would be deeply appreciated ^^
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