Balade pédologique aux Pierres Blanches EarthCache

La Earthcache / The Earthcache

Une balade au coeur de la forêt domaniale des Pierres Blanches permet de constater le vif contraste de couleur entre le sol de cette forêt et la formation géologique qui y a donné naissance.
Comment expliquer cette transformation pédologique ?

           ► Contexte géologique local et roche(s) mère(s)

L'étude de la carte géologique du Mont Saint Clair montre que cette imposante colline est constituée de deux formations calcaires jurassiques de même nature que la montagne de la Gardiole.

           ~ j8. Kimméridgien supérieur (85 mètres de puissance, partie sommitale)

C'est un calcaire pur d'origine biogénique avec une très forte proportion de carbonate de calcium (plus de 95% de CaCO3).

Il est gris beige à grains très fins (invisibles à l'oeil nu), compact, à cassure esquilleuse et disposé en larges bancs massifs.
Il est relativement dur (impossible de le rayer à l'ongle, difficilement avec une clef en métal).

Ce calcaire peut présenter par endroits des dissolutions / recristallisation du CaCO3 en calcite, un cristal automorphe translucide blanc ou colorisé par des résidus comme le fer.

           ~ j7. Kimméridgien inférieur (100 mètres, partie basale)

C'est un calcaire marneux de teinte grise avec une patine gris cendré, présenté en petits bancs séparés par des feuillets graveleux.

A la différence d'un calcaire pur, les calcaire marneux ont une proportion en argile plus importante, pouvant atteindre 35% (au delà de 35% d'argile, on parle de marnes).

Sa cassure est beaucoup plus douce et il est plus tendre que le calcaire pur (il se raie sans aucun souci avec une clef en métal).
Il ne présente quasiment pas calcite recristallisée.

           ► Altération et pédogenèse sur roches carbonatées au Mont Saint Clair

A Sète, ville sous climat méditerranéen, le rôle de la lithologie dans la pédogenèse est fondamental car la précipitation et végétation n'ont qu'une action limitée.

           ~ Mécanismes d'altération en milieu calcaire

Le calcaire est une roche très sensible à l'eau. Une eau acidifiée par du CO2, donnant du H2C03, provoque une altération chimique avec une décarbonatation suivie d'une rubéfaction (coloration en rouge due à la libération du fer).

Cette évolution va de pair avec un changement de couleur du sol dû à la formation de trois phases successives : phase blanche puis brune puis rouge.

Les ions obtenus sont lixiviés, ne laissant que les "impuretés" de la roche calcaire (éléments non carbonatés : argiles, fer,...) pour former le sol.

Selon la pureté du calcaire, l'altération de la roche mère donne différents sols.

           ~ Brunisol, produit d'une pédogenèse sur calcaire marneux

Les marnes et calcaires ou marneux s'effritent rapidement, et les volumes de produits (incomplètement) altérés sont nettement plus importants que sur des substrats plus purs.

Cette quantité de matière résiduelle permet la mise en place d'un épais horizon structuré de couleur brun-foncée, mélange des phase blanches, brunes et rouges avec de l'humus.
Il est de texture argileuse (grains invisibles à l'oeil nu), c'est un sol collant.

           ~ Terra Rosea, produit d'une pédogenèse sur calcaire pur

Sur roches calcaires pures, dures et cohérentes, l'altération est lente et peu visible.

Les deux premières phases d'altération (blanches et brunes) ne s'observent que sous la forme d'une couche pelliculaire au contact avec la roche.
Ces phases sont mélangées à la phase rouge à la surface du bloc en cours d'altération.

Le stade rouge (rubéfaction maximale et décarbonatation quasi-complète) est rapidement obtenu, presque sans transition visible.

Les résidus rouges très rubéfactés finissent par tomber de la roche altérée.
Ils forment par accumulation un sol très rouge, évolué, peu épais et de texture limoneuse peu collant (grains à peine visibles à l'œil nu).
Il s'agit d'un sol fersiallitique prenant le surnom Terra Rosea en région méditerranéenne.

A stroll through the heart of the Pierres Blanches national forest reveals the sharp contrast in color between the soil of this forest and the geological formation that gave rise to it.
How to explain this pedological transformation?

           ► Local geological context and bedrock(s)

The study of the geological map of Mont Saint Clair shows that this imposing hill is made up of two Jurassic limestone formations of the same nature as the mountain of Gardiole.

           ~ j8. Upper Kimmeridgian (85 meters of power, top part)

It is a pure limestone of biogenic origin with a very high proportion of calcium carbonate (more than 95% of CaCO3).

It is gray-beige with very fine grains (invisible to the naked eye), compact, with a scaly break and arranged in large massive banks.
It is relatively hard (impossible to scratch it with a fingernail, difficult with a metal key).

This limestone can present in places dissolutions / recrystallization of CaCO3 in calcite, an automorphic translucent white crystal or colored by residues such as iron.

           ~ j7. Lower Kimmeridgian (100 meters, basal part)

It is a marly limestone of gray color with an ash gray patina, presented in small banks separated by gravelly layers.

Unlike pure limestone, marl limestone has a higher proportion of clay, which can reach 35% (above 35% clay, we speak of marl).

Its break is much smoother and it is softer than pure limestone (it scratches without any problem with a metal key).
It hardly shows any recrystallized calcite.

           ► Alteration and pedogenesis on carbonate rocks at Mont Saint Clair

In Sète, a city with a Mediterranean climate, the role of lithology in pedogenesis is fundamental because precipitation and vegetation have only a limited effect.

           ~ Alteration mechanisms in a limestone environment

Limestone is a rock very sensitive to water. Water acidified with CO2, giving H2CO3, causes chemical alteration with decarbonation followed by reddening (red coloration due to the release of iron).

This development goes hand in hand with a change in the color of the soil due to the formation of three successive phases: white phase then brown then red.

The ions obtained are leached, leaving only the "impurities" of the limestone (non-carbonate elements: clays, iron, etc.) to form the soil.

Depending on the purity of the limestone, the weathering of the parent rock gives different soils.

           ~ Brunisol, product of pedogenesis on marly limestone

The marls and limestones or marl crumble rapidly, and the volumes of (incompletely) altered products are clearly greater than on purer substrates.

This quantity of residual material allows the establishment of a thick structured horizon of dark brown color, mixing white, brown and red phases with humus.
It has a clay texture (grains invisible to the naked eye), it is a sticky soil.

           ~ Terra Rosea, product of pedogenesis on pure limestone

On pure, hard and coherent limestone rocks, weathering is slow and hardly visible.

The first two stages of weathering (white and brown) are only observed in the form of a skin layer in contact with the rock.
These phases are mixed with the red phase on the surface of the block during alteration.

The red stage (maximum reddening and almost complete decarbonation) is quickly obtained, almost without visible transition.

The red, very red-colored residue eventually falls off the weathered rock.
They form by accumulation a very red soil, evolved, not very thick and of loamy texture not very sticky (grains hardly visible to the naked eye).
It is a fersiallitic soil taking the nickname Terra Rosea in the Mediterranean region.

Les Questions / The Questions

Questions pour valider :"Pierres Blanches et Terra rosea au Mont Saint Clair"
Questions to validate: "White Stones and Terra Rosea at Mont Saint Clair"