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Une Earthcache

Un peu de géologie

> Géologie saumuroise

Le Saumurois, la Touraine et le nord-est du Poitou se situent à l’extrémité sud-ouest du Bassin Parisien

Voici cent millions d’années, au milieu de la période Crétacé, l’érosion du Massif Armoricain et du Massif Central amène dans un vaste delta couvrant la région des graviers, sables et argiles au sein d’une mangrove et autres végétations tropicales. Progressivement, la mer monte ; au Turonien, au fond d’une mer chaude, peu profonde, se dépose une boue calcaire composée d’argile, de sable et surtout des restes d’organismes marins. Au fil du temps et sous l’effet du chargement des terrains, cette boue va se compacter pour former au final le tuffeau, une roche tendre, poreuse, légère, emblématique du Val de Loire, facile à creuser et à l’origine des carrières, caves et habitats troglodytiques. Un centimètre de cette roche correspond à 300 années de dépôts ; ce qui, sur l’ensemble de l’étage turonien (94 à 90 millions d’années) abouti à une épaisseur d’environ 100 mètres. Le tuffeau n’est toutefois pas une roche homogène ; sa composition change avec le temps avec les variations du climat, et géographiquement avec, au Turonien supérieur, des sables glauconieux en Saumurois et de tuffeau « jaune » compact en Touraine.

A la fin du Crétacé, sous un climat chaud et humide, l’érosion du Massif Armoricain amène à nouveau de forte quantité de sable fin en Saumurois. Localement et sous l’effet de la compaction, la silice se dissout puis recristallise entre les grains. Ce phénomène, la diagénèse, génère à terme un grès particulièrement dur, couleur brune, marron ou rouillé, avec lequel ont été élevés dans la région les mégalithes, les murs de pierres « froides », et pavées les rues des villages et villes voisines. En Touraine à la même époque, dans une mer plus calme se déposent des sédiments plus fins : carbonates, argile et silex, à l’origine de craie puis des argiles à silex.

A l’ère Tertiaire (-65 millions d’années), la région est exondée. De vastes lacs s’étendent sur le secteur, à l’origine du calcaire de Champigny, utilisées pour la production de chaux au XIXème siècle. La mer ne reviendra plus, à l’exception de la mer des faluns qui il y a 10 millions d’années laissera dans les creux du relief – tel le bassin d’effondrement de Doué la Fontaine- des dépôts riches en débris coquillers et sable.

L’érosion et les eaux sculptent les reliefs. La Loire et ses affluents créent leur passage vers l’océan là où le massif crayeux a été fragilisé par les failles nouvelles (faille nord-sud empruntée par le Thouet) ou réactivées (faille sud-armoricaine à Saumur) lors des orogénèses pyrénéenne et alpine. Le fleuve entaille le plateau en découvrant à flanc de coteau le tuffeau, et charrie rive droite des alluvions en Saumurois sur près de 7 kilomètres de largeur. Localement subsistent au sein du lit majeur des points hauts, insubmersibles, appelés « montils » ou « monteaux ».

> Altérités calcaires

Nous prouvons trouver différentes altérités en observant une roche calcaire

Silex : Comme on l’a vu, la « craie » (terme générique) n’est pas une roche banale. Elle est constituée de myriades de microscopiques coquilles calcaires (quelques centièmes de millimètre!) issues du plancton végétal de la mer crétacée. Sur le fond de cette mer vivaient de nombreuses éponges siliceuses. Les minuscules aiguilles (ou spicules) en silice (opale) de leurs squelettes répandus sur le fond marin ont donné naissance à des nodules (ou concrétion) siliceux : les rognons de silex, disposés en lits successifs. Ces silex ont pris naissance en même temps que se déposait la vase de craie. Ainsi, la craie toute entière est le produit de la vie de la mer crétacée.

Coquillages : Comme on l’a vu, la présence de débris marins visibles à l’œil nu est possible dans la « craie » de la région, mais bien plus tardivement, dans ce qui sera appelé la « mer des faluns »

Fer : La « craie » peut révéler également des nodules d'hydroxydes ferriques, qui sont d'anciens nodules de sulfure de fer oxydés par les eaux phréatiques, puis par l'oxygène atmosphérique depuis qu'ils sont à l'air libre. Cette oxydation libère des ions sulfates et des ions fer. Les sulfates associés aux nitrates vont participer à l' "attaque" de la roche superficielle. Les ions fer vont colorer en ocre le tuffeau qu'ils imbibent.

Salpêtre : Le « salpêtre » sensu stricto correspond au nitrate de potassium. Ce sel (associé souvent à d'autres nitrates ou sulfates) cristallise souvent sur les parois de certaines cavités naturelles, sur les murs des caves et à la base de vieux murs humides. Cette cristallisation est due à l'évaporation de l'eau du sol et des nappes phréatiques arrivant sur ces murs et parois par capillarité. Les nitrates sont des sels fréquents dans les nappes phréatiques superficielles, ce que les pratiques agricoles actuelles n'arrangent pas. Par ailleurs, la craie tuffeau contient parfois de petits nodules de sulfures d'origine « diagénétique » (sulfure de fer, pyrite, marcassite) ; la diagenèse désignant l'ensemble des processus physico-chimiques et biochimiques par lesquels les sédiments sont transformés en roches sédimentaires. Ces sulfures peuvent s'oxyder en sulfates, qui vont se rajouter aux nitrates (d'où l'emploi des guillemets autour du mot "salpêtre" qui n'est peut-être pas du pur nitrate de potassium). Pour rappel, le tuffeau est une roche tendre, perméable, et très poreuse. Sa porosité peut atteindre 50%. Si des eaux circulant de pore en pore sont riches en nitrates (et éventuellement en sulfates), ces derniers vont cristalliser dans les pores superficiels des parois humides si l'eau contenue dans ces parois s'évapore, même légèrement. La croissance des cristaux de nitrates (et sulfates) dans les pores vont les faire éclater, transformant la surface des parois en une poudre constituée d'un mélange de calcaire pulvérulent, de nitrates et éventuellement de sulfates (de calcium). Ou comment des altérités deviennent des altérations de la roche…

Questions

Question 0 - Prenez une photo de vous, ou de votre objet distinctif de géocacheur, ou de votre pseudo écrit sur une feuille de papier ou dans votre main... devant la maisonnette (sans montrer la zone d’observation), et joignez-là à votre log ou à vos réponses

Question 1 - Datez le tuffeau (ère géologique / millions d'années) présent face à vous.

WP1

Placez-vous face à la maisonnette, et appuyez-vous sur la leçon de géologie pour répondre aux questions suivantes

Question 2 - Observez la zone en bleu sur la photo, décrivez ce que vous voyez ?

Question 3 - Comment expliquez-vous géologiquement ce phénomène?

WP2

Déplacez-vous de quelques mètres à gauche de la maisonnette

Question 4 - Observez les zones en vert sur la photo, décrivez ce que vous voyez ?

Question 5 - Comment expliquez-vous géologiquement ce phénomène, spécifiquement en regard du phénomène précédemment observé au WP1?

An Earthcache

A little of geology

> Geology around Saumur

Saumurois, Touraine and northeastern Poitou are located at the southwestern end of the Paris Basin

One hundred million years ago, in the middle of the Cretaceous period, the erosion of the Armorican Massif and the Massif Central brought in a vast delta covering the region of gravels, sands and clays within a mangrove and other vegetation tropical. Gradually, the sea rises; in the Turonian, at the bottom of a warm, shallow sea, a limestone mud is deposited, composed of clay, sand and especially the remains of marine organisms. Over time and under the effect of soil loading, this mud will compact to ultimately form tuffeau , a soft, porous, light rock, emblematic of the Loire Valley, easy to dig. and the origin of quarries, caves and cave dwellings. One centimeter of this rock corresponds to 300 years of deposits; which, on the whole of the Turonian stage (94 to 90 million years) resulted in a thickness of about 100 meters. Tuffeau is not, however, a homogeneous rock; its composition changes over time with variations in climate, and geographically with, in the Upper Turonian, glauconous sands in Saumur and compact “yellow” tufa in Touraine.

At the end of the Cretaceous, under a hot and humid climate, the erosion of the Massif Armoricain again brought a large amount of fine sand to Saumur. Locally and under the effect of compaction, the silica dissolves and then recrystallizes between the grains. This phenomenon, the diagenesis, eventually generates a particularly hard sandstone , brown, brown or rusty in color, with which the megaliths, the "cold" stone walls were erected in the region, and the paved ones. streets of neighboring villages and towns. In Touraine at the same time, in a calmer sea, finer sediments were deposited: carbonates, clay and flint, originally chalk and then flint clays.

In the Tertiary era (-65 million years), the region is exposed. Vast lakes extend over the area, originally from Champigny limestone, used for the production of lime in the 19th century. The sea will never return, with the exception of the sea of faluns which, 10 million years ago, will leave in the hollow of the relief - such as the Doué la Fontaine collapse basin. deposits rich in shell debris and sand.

Erosion and water sculpt the reliefs. The Loire and its tributaries create their passage towards the ocean where the chalky massif was weakened by new faults (north-south fault taken by the Thouet) or reactivated (South Armorican fault in Saumur) during the Pyrenean and Alpine orogenesis . The river cuts through the plateau, revealing the tufa on the side of the hillside , and carries alluvium on the right bank in Saumur over nearly 7 kilometers in width. Locally, high, unsinkable points, called “montils” or “monteaux”, remain within the major bed.

> Calcareous alterations

We prove to find different alterities by observing a limestone rock

Flint : As we have seen, "chalk" (generic term) is not an ordinary rock. It is made up of myriads of microscopic calcareous shells (a few hundredths of a millimeter!) From plant plankton from the Cretaceous Sea. On the bottom of this sea lived many siliceous sponges. The tiny silica (opal) needles (or spicules) of their skeletons spread over the seabed have given rise to siliceous nodules (or concretion): flint kidneys, arranged in successive beds. These flints arose at the same time as the chalk sludge was deposited. Thus, the entire chalk is the product of Cretaceous sea life.

Shells : As we have seen, the presence of marine debris visible to the naked eye is possible in the "chalk" of the region, but much later, in what will be called the "sea of faluns"

Iron : The "chalk" can also reveal nodules of ferric hydroxides, which are ancient nodules of iron sulphide oxidized by groundwater, then by atmospheric oxygen since 'they are in the open. This oxidation releases sulfate ions and iron ions. The sulphates associated with the nitrates will participate in the "attack" of the surface rock. The iron ions will color the tufa they soak in ocher.

Saltpeter : "Saltpeter" sensu stricto corresponds to potassium nitrate. This salt (often associated with other nitrates or sulphates) often crystallizes on the walls of certain natural cavities, on the walls of cellars and at the base of old damp walls. This crystallization is due to the evaporation of water from the soil and groundwater arriving on these walls and walls by capillarity. Nitrates are common salts in surface water tables, which current agricultural practices do not help. In addition, tuffeau chalk sometimes contains small nodules of sulphides of "diagenetic" origin (iron sulphide, pyrite, marcasite); diagenesis designating all the physicochemical and biochemical processes by which the sediments are transformed into sedimentary rocks. These sulphides can oxidize into sulphates, which will be added to the nitrates (hence the use of quotation marks around the word "saltpeter" which is perhaps not pure potassium nitrate). As a reminder, tuffeau is a soft, permeable and very porous rock. Its porosity can reach 50%. If the water circulating from pore to pore is rich in nitrates (and possibly in sulphates), the latter will crystallize in the superficial pores of the humid walls if the water contained in these walls evaporates, even slightly. The growth of crystals of nitrates (and sulphates) in the pores will cause them to burst, transforming the surface of the walls into a powder consisting of a mixture of powdery limestone, nitrates and possibly sulphates (of calcium). Or how alterities become alterations in rock…

Questions

Question 0 - Take a photo of yourself, or your geocacher feature, or your written nickname on a sheet of paper or in your hand ... in front of the house (without showing the observation area), and attach it to your log or your answers

Question 1 - Date the tuffeau (geological era / millions of years) in front of you.

WP1

Position yourself in front of the cottage, and use the geology lesson to answer the following questions

Question 2 - Observe the blue area on the photo, describe what you see?

Question 3 - How do you geologically explain this phenomenon?

WP2

Move a few meters to the left of the house

Question 4 - Observe the green areas on the photo, describe what you see?

Question 5 - How do you geologically explain this phenomenon, specifically with regard to the phenomenon previously observed at WP1?