La Earthcache / The Earthcache
► Contexte géologique local
Le synclinal de Saint-Paul-de-Fenouillet est une vaste zone concave orientée ouest-est résultant de la surrection des Pyrénées il y a 55 Ma.
Il présente deux ensembles sédimentaires du Crétacé inférieur :
- La partie centrale est faite de marnes de l'Albien.
- Les deux barres rocheuses le limitant au nord et au sud sont formées de calcaires gris à Rudistes du Valanginien entrecoupés de failles décrochantes orientées Nord-Sud.
Ces failles se sont mises en place pendant l'orogenèse pyrénéenne et plongent profondément dans le socle où la pression et la température sont importantes (300°C) et ou se produisent d'importants dégagements de CO2 venant des profondeurs.
Les calcaires du Valanginien sont des roches sédimentaires de couleur gris clair, non litées, à texture fine et avec un taux important de carbonate de calcium (CaCO3), supérieur à 95%.
Cette composition en fait une roche sensible à l'altération chimique par l'eau, d'autant plus quand elle provient des profondeurs (flux hydrothermaux) car elle est chaude et acidifiée par le CO2.
Quelles conséquences va avoir ce contexte hydro-géologique au niveau de l'eau des sources sourdant à la Clue de la Fou ?
► Géologie et minéralisation de l'eau
La minéralisation des eaux dépend des éléments apportés par les précipitations, le sol, dissous depuis l'encaissant ou apportés des profondeurs. Elle dépend aussi de la température, de la pression.
- Dans les terrains granitiques, sableux et gréseux (riches en minéraux siliceux) les eaux sont douces (faible dureté), peu minéralisées et acides.
- Dans les réservoirs calcaires, les eaux sont dures, fortement minéralisées en sels de calcium et magnésium.
- Au contact du gypse, l'eau se charge en sulfate de calcium.
Voici quelques ions négatifs (anions) typiques des eaux minérales :
- Le bicarbonate, ou hydrogénocarbonate (HCO3-) : il s'acquiert par dissolution, principalement des carbonates du sol et des roches (calcaires, dolomies...).
Une eau est riche en bicarbonate si sa concentration dépasse 1 g/L.
- Le sulfates (SO4²–) ; il provient du lessivage de formations contenant du souffre comme le gypse. Une eau est considérée comme potable si le taux de sulfates est inférieur à 0.25 g/L.
- Les chlorures proviennent du lessivage d'anciens dépôts contenant du sel gemme.
Les cations (principalement le calcium et le magnésium), vont s'associer avec ces anions.
Ils sont responsables de la dureté de l'eau.
► La dureté d'une eau
La dureté d’une eau, ou titre hydrotimétrique, dépend de la quantité de sels de calcium et de magnésium qu’elle contient. Elle se calcule en degrés français, symbolisés par un « °f » ou « °TH ».
Plus l’eau contiendra de calcium et de magnésium, plus la dureté sera élevée.
Il est possible de calculer cette dureté avec la concentration en bicarbonate de calcium (anciennement bicarbonate de chaux), 10 mg/L (0.01 g/L) de bicarbonate de calcium étant équivalent à un degré français (1°f).
Une dureté importante est typique des eaux circulants dans les milieux calcaires.
► Sources d'eau chaude et sources d'eau froide
Dans la Clue de la Fou, il existe deux types d'émergences :
~ Les Sources d'eau chaude (hydrothermale)
Certaines résurgences proviennent de fluides hydrothermaux issus des profondeurs à haute température remontant par des failles entaillant la barrière calcaire de la Fou.
Cette eau surchauffée et riche en CO2 va être particulièrement agressive sur le substrat calcaire, permettant une forte minéralisation de cette eau.
Par ailleurs, elle va résurger à l'air libre sous la forme de petites sources d'eau chaudes, au température allant de 21 à 24°C.
~ Les Sources d'eau froide (météoritique)
Quelques autres sources sont des venues d'eau froide, provenant de l'eau météoritique tombant sur le calcaire du Valanginien puis traversant ensuite le relief karstique.
Restant au niveau superficiel de la barrière rocheuse, cette eau se charge faiblement en minéraux et conserve une température fraîche, de l'ordre de 11°C.
► Geological local context
The syncline of Saint-Paul-de-Fenouillet is a vast concave zone oriented west-east resulting from the uplift of the Pyrenees 55 Ma ago.
It presents two sedimentary groups from the Lower Cretaceous:
- The central part is made of Albian marl.
- The two rocky bars limiting it to the north and to the south are formed of gray limestone with Valanginian Rudistes interspersed with unhooking faults oriented North-South.
These faults were set up during the Pyrenean orogeny and plunge deep into the base where the pressure and temperature are high (300 ° C) and where significant releases of CO2 from the depths occur.
Valanginian limestones are sedimentary rocks of light gray color, unbed, with a fine texture and with a high level of calcium carbonate (CaCO3), greater than 95%.
This composition makes it a rock sensitive to chemical alteration by water, especially when it comes from the depths (hydrothermal flows) because it is hot and acidified by CO2.
What consequences will this hydro-geological context have in terms of the water of the springs sourcing from the Clue de la Fou?
► Geology and mineralization of water
The mineralization of the water depends on the elements brought by precipitation, the soil, dissolved from the surrounding area or brought from the depths. It also depends on temperature and pressure.
- In granite, sandy and sandstone soils (rich in siliceous minerals) the waters are soft (low hardness), little mineralized and acidic.
- In limestone reservoirs, the water is hard, highly mineralized in calcium and magnesium salts.
- In contact with the gypsum, the water becomes loaded with calcium sulphate.
Here are some negative ions (anions) typical of mineral waters:
- Bicarbonate, or hydrogen carbonate (HCO3-): it is acquired by dissolution, mainly carbonates from the soil and rocks (limestone, dolomite, etc.).
Water is rich in bicarbonate if its concentration exceeds 1 g / L.
- Sulphates (SO4²–); it comes from the leaching of formations containing sulfur such as gypsum. Water is considered drinkable if the sulphate level is less than 0.25 g / L.
- Chlorides come from the leaching of old deposits containing rock salt.
The cations (mainly calcium and magnesium), will associate with these anions.
They are responsible for the hardness of the water.
► The hardness of water
The hardness of water, or hydrotimetric strength, depends on the amount of calcium and magnesium salts it contains. It is calculated in French degrees, symbolized by a "° f" or "° TH".
The more calcium and magnesium in the water, the higher the hardness.
It is possible to calculate this hardness with the concentration of calcium bicarbonate (formerly lime bicarbonate), 10 mg / L (0.01 g / L) of calcium bicarbonate being equivalent to a French degree (1 ° f).
Significant hardness is typical of circulating water in limestone environments.
► Hot springs and cold water springs
In the Clue de la Fou, there are two types of emergence:
~ Hot springs (hydrothermal)
Some resurgences come from hydrothermal fluids from the depths at high temperature rising through faults cutting the limestone barrier of La Fou.
This superheated water rich in CO2 will be particularly aggressive on the limestone substrate, allowing a strong mineralization of this water.
In addition, it will resurge in the open air in the form of small hot springs, at a temperature ranging from 21 to 24 ° C.
~ Sources of cold water (meteorite)
Some other sources come from cold water, coming from meteoritic water falling on the Valanginian limestone and then crossing the karstic relief.
Remaining at the superficial level of the rock barrier, this water is weakly loaded with minerals and maintains a cool temperature, around 11 ° C.
► Sources bibliographiques / Bibliographical sources
Les Questions / The Questions
Questions pour valider :"La Fontaine thermale de la Clue"
Questions to validate: "La Clue thermal fountain"
- Question 0 : Prenez une photo de vous ou d'un élément vous appartenant avec la Fontaine thermale de la Clue en arrière plan.
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 something you own with the Clue Thermal Fountain in the background.
This photo must either be sent to us with the answers or added to your log.
Vous voici devant la Fontaine thermale de la Clue de la Fou se trouvant au fond d'une cavité.
A quelques mètres à gauche de la grotte vous trouvez un panneau présentant cette eau thermale et sa composition minérale (exprimée en gramme/litre).
Here you are in front of the Clue de la Fou thermal fountain located at the bottom of a cavity.
A few meters to the left of the cave you will find a panel presenting this thermal water and its mineral composition (expressed in grams / liter).
- Question 1 : Décrivez la roche de la paroi rocheuse ou se trouve la petite grotte (pas celle à l'intérieur de la cavité). De quelle formation s'agit-il ?
- Question 1: Describe the rock in the rock face where the small cave is located (not the one inside the cavity). What training is it?
- Question 2 : A l'aide l'analyse de l'eau, calculez la dureté de cette eau (pour rappel, le terme chaux est l'ancienne appellation pour Calcium). Est-elle cohérente avec le substrat géologique ?
- Question 2: Using the water analysis, calculate the hardness of this water (as a reminder, the term lime is the old name for Calcium). Is it consistent with the geological substrate?
- Question 3 : A l'aide l'analyse de l'eau, calculez la teneur en sulfate totale de cette eau. Est-elle potable selon ce critère ?
- Question 3: Using the water analysis, calculate the total sulfate content of this water. Is it drinkable according to this criterion?
- Question 4 : Mettez votre main sous la fontaine et évaluez la température de l'eau (froide, tiède, chaude). D'un point de vue température, dans quelles types d'émergence se trouvent-on ? Comment pouvez-vous expliquez sa température ? Est-elle cohérente avec sa teneur en minéraux ?
- Question 4: Put your hand under the fountain and assess the temperature of the water (cold, warm, hot). From a temperature point of view, what types of emergence are we in? How can you explain his temperature? Is it consistent with its mineral content?
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