La Earthcache / The Earthcache
L'Église romane Notre-Dame-de-la-Mer met en valeur le calcaire sous toutes ses formes, mais permet également d'en voir la fragilité face à l'usure du temps qui passe.
► Les calcaires biogéniques
Les roches sédimentaires biogéniques sont issues de l'agglomération et la solidification de restes d'organismes vivants fossiles.
Il s'agit de roches grossières, peu compactes, de couleur blanc crème à jaune pâle. Les débris zoogènes sont peu cimentés, avec de nombreuses alvéoles dans la roche.
Cette structure en fait des formations tendres et très poreuses (porosité moyenne proche de 40 %).
Elles sont riches en fossiles, dont voici quelques exemples :
► Les calcaires biocalcarénites
Les calcaires biocalcarénites sont des formations biodétritiques (accumulation de débris millimétriques d'organismes vivants), équivalent carbonaté des grès.
Cela donne des roches blanches à grises, peu poreuses, avec une texture fine et sans fossiles identifiables à l'œil nu. Elles sont dures, homogènes et cohérentes.
► La Calcite, monocristal chimique
A la différence des roches précédentes issues d'une diagenèse, la calcite est un cristal chimique composé de carbonate de calcium (CaCO3), avec des traces de minéraux (Fe, Mn Zn,...).
C'est un minéral blanche ou gris quand il est pur, avec une texture finement grenue (on sent le grain sous les doigts) et tendre (dureté de 3 sur l'échelle de Mohs).
► Et l'usure du temps passa...
Les roches de l'Église Notre-Dame-de-la-Mer vont réagir différemment face aux affres du temps et des conditions à l'air libre.
~ Les facteurs de dégradation d'une roche
- L'eau liquide agissant comme solvant ou agent mécanique (ex : gonflement des argiles).
- La cryofracturation : l'eau gelé augmente son volume et fait éclater la roche.
- Le vivant (microbiote, acides végétaux) altère des minéraux. Les racines ont un effet mécanique.
- La haloclastie : en zone littorale, le dépôt d'eau marine conduit à la formation de cristaux de sel qui créent une surpression sur les minéraux et les désolidarisent.
- La rubéfaction : oxydation des minéraux de fer de la roche qui passe à l'état ferrique, donnant une coloration rouge à rouille à la roche au contact de l'air.
~ Le cas particulier de la décarbonatation
Le calcaire et surtout la calcite présente une altération particulière, la décarbonatation.
Il s'agit de la solubilisation du CaCO3 sous l'action d'un acide en présence d'eau.
Il existe deux principales formes de décarbonatation selon l'acide en présence :
- Le gaz carbonique (CO2) dissous dans l'eau.
CaCO3 + CO2 + H2O ----------> Ca(HCO3)2 (soluble)
La concentration en CO2 dans l'eau se fait dans le sol (dégazage sous-terrain, végétaux, micro-organismes) et concerne l'eau surfacique ou souterraine. Le résultat est une relief karstique.
- Le dioxyde de soufre de l’air dissous dans l'eau en acide sulfurique (H2SO4) :
CaCO3 + H2SO4 ----------> CaSO4 (soluble) + H2O + CO2
C'est le phénomène des pluies acides, dont l'origine est en partie anthropique (causée par l'Homme).
C'est une altération météoritique (pendant les précipitations).
~ Nature et texture, aux sources de la sensibilité à l'érosion
La sensibilité à l'érosion d'une roche calcaire dépend de sa nature et de sa structure physique :
- La porosité : plus la roche est poreuse, plus elle va être sensible à l'altération par l'eau.
- La dureté : plus une roche est dure, plus elle est résistante à l'érosion mécanique.
- L'homogénéité : plus une roche est compacte et cohérente, plus elle résistera à la dégradation.
- La composition chimique : un calcaire pur sera plus résistant qu'un calcaire marneux.
Les roches hétérogènes peuvent même avoir des variations internes de sensibilité à la dégradation. Exemple pour le calcaire coquillier :
- La proportion de clastes de fossiles calcaires durs avec une forte densité de débris coquilliers va mettre en place une cuirasse résistante à l'érosion.
- A contrario, l’existence de lentilles de ciment calcaire friables et peu cohérentes va provoquer une altération accélérée.
The Romanesque Church of Notre-Dame-de-la-Mer highlights limestone in all its forms, but also allows us to see its fragility in the face of the wear and tear of passing time.
► Biogenic limestones
Biogenic sedimentary rocks arise from the agglomeration and solidification of the remains of living fossil organisms.
They are coarse rocks, not very compact, creamy white to pale yellow in color. Zoogenic debris is loosely cemented, with many cells in the rock.
This structure makes them soft and very porous formations (average porosity close to 40%).
They are rich in fossils, here are a few examples (see french description).
► Biocalcarenite limestones
Biocalcarenite limestones are biodetritic formations (accumulation of millimeter debris from living organisms), the carbonate equivalent of sandstones.
This gives white to gray rocks, not very porous, with a fine texture and without fossils identifiable with the naked eye. They are hard, homogeneous and coherent.
► Calcite, chemical single crystal
Unlike the previous rocks resulting from diagenesis, calcite is a chemical crystal composed of calcium carbonate (CaCO3), with traces of minerals (Fe, Mn Zn, ...).
It is a white or gray mineral when it is pure, with a finely grainy texture (you can feel the grain under your fingers) and tender (hardness of 3 on the Mohs scale).
► And the wear and tear of time passed ...
The rocks of Notre-Dame-de-la-Mer Church will react differently to the ravages of time and open air conditions.
~ The factors of rock degradation
- Liquid water acting as a solvent or mechanical agent (eg swelling of clays).
- Freeze-fracturing: frozen water increases its volume and shatters the rock.
- Living organisms (microbiota, plant acids) alter minerals. The roots have a mechanical effect.
- Haloclasty: in coastal areas, the deposition of marine water leads to the formation of salt crystals which create an excess pressure on the minerals and separate them.
- Reddening: oxidation of the ironminerals in the rock which changes to the ferric state, giving the rock a red to rust color on contact with air.
~ The particular case of decarbonation
Limestone and especially calcite present a particular alteration, decarbonation.
This is the solubilization of CaCO3 under the action of an acid in the presence of water.
There are two main forms of decarbonation depending on the acid present:
- Carbon dioxide (CO2) dissolved in water.
CaCO3 + CO2 + H2O ----------> Ca(HCO3)2 (soluble)
The concentration of CO2 in the water occurs in the soil (underground degassing, plants, micro-organisms) and concerns surface or underground water. The result is a karstic relief.
- Sulfur dioxide from the air dissolved in water to sulfuric acid (H2SO4):
CaCO3 + H2SO4 ----------> CaSO4 (soluble) + H2O + CO2
It is the phenomenon of acid rain, the origin of which is partly anthropogenic (caused by humans).
It is a meteoritic weathering (during precipitation).
~ Nature and texture, the sources of sensitivity to erosion
The sensitivity to erosion of a limestone rock depends on its nature and its physical structure:
- Porosity: the more porous the rock, the more sensitive it will be to weathering by water.
- Hardness: the harder a rock, the more resistant it is to mechanical erosion.
- Homogeneity: the more compact and coherent a rock, the more it will resist degradation.
- The chemical composition: a pure limestone will be more resistant than a marly limestone.
Heterogeneous rocks can even have internal variations in sensitivity to degradation. Example for shell limestone:
- The proportion of hard calcareous fossil clasts with a high density of shell debris will set up an erosion-resistant armor.
- Conversely, the existence of crumbly and inconsistent limestone cement lenses will cause accelerated weathering.
► Sources bibliographiques / Bibliographical sources
Les Questions / The Questions
Questions pour valider :"Géol-Nature et Usure à Notre-Dame-de-la-Mer"
Questions to validate: "Geol-Nature and Wear in Notre-Dame-de-la-Mer"
Point 0 - Photo : N 43° 27.103 E 004° 25.639
- Question 0 : Prenez une photo de vous ou d'un élément vous appartenant avec l'église Notre-Dame-de-la-Mer depuis le centre de la place, puis allez voir la zone d'observation (façade droite de l'église, au WP1).
Cette photo devra au choix nous être transmise avec les réponses ou être ajoutée à votre log.
-Question 0 : Take a photo of yourself or an item you own with the Notre-Dame-de-la-Mer church from the center of the square, then go see the observation area (right facade of the church, at WP1 ).
This photo must either be sent to us with the answers or added to your log.
Point 1 - Observations : N 43° 27.089' E 4° 25.659'
Vous voici devant une façade qui permet une observation des différents types de roches de l'édifice et leur réaction face à l'usure du temps.
Considérons de droite à gauche les zones de la photo WP1.
Here you are in front of a facade which allows an observation of the different types of rocks of the building and their reaction to the wear of time.
Consider from right to left the areas of photo WP1.
- Question 1 : Décrivez et identifiez la nature de la sculpture (bien altérée) sous la zone bleue A. Compte tenu de sa nature géologique et de sa position, donnez le facteur d'altération qui vous paraît le plus probable dans cette dégradation.
- Question 1: Describe and identify the nature of the sculpture (well altered) under blue zone A. Taking into account its geological nature and its position, give the alteration factor that seems most likely to you in this degradation.
- Question 2 : Sous la zone jaune B se trouve une paroi de la roche saine X. Décrivez et identifiez la nature de X.
- Question 2: Under the yellow area B is a wall of healthy rock X. Describe and identify the nature of X.
- Question 3 : Sous la zone verte C, la roche X a subi une altération. Quelle est le nom de cette altération et à quoi est-elle due ?
- Question 3: Under green zone C, rock X has undergone weathering. What is the name of this alteration and to what is it due?
- Question 4 : Sous la zone rouge D (encadrement de la porte gauche et blocs voisins) se trouve une autre roche Y. Décrivez la. Quelle est sa principale caractéristique permettant de l'identifier ?
- Question 4 : Under the red zone D (left door frame and neighboring blocks) is another Y rock. Describe it. What is its main characteristic to identify it
- Question 5 : Sous la zone E se trouve de la roche Y dégradée. Trouvez-vous que sa dégradation soit homogène ? Expliquez votre réponse. Compte tenu de la location des Saintes-Maries et de son église, quelle forme d'altération vous parait la plus probable ?
- Question 5 : Below Zone E is degraded Y rock. Do you find that its degradation is homogeneous? Explain your answer. Given the rental of Saintes-Maries and its church, what form of alteration do you think is the most likely?
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