Palais Garnier : effets chromatographiques - chromatographic effects
Palais Garnier
Le palais Garnier, ou opéra Garnier, est un théâtre national qui a la vocation d'être une académie de musique, de chorégraphie et de poésie lyrique. Il est un élément majeur du patrimoine du 9e arrondissement de Paris et de la capitale.
La façade sud, les côtés est et ouest, ainsi que la façade arrière sont principalement constitué en pierres d’Euville et en pierres de Mery (roches sédimentaires calcaires). Près de 35 sortes de « marbres » (au sens décoratif) ont été utilisés pour réaliser l’intérieur somptueux et fastueux de l’édifice, et font ainsi de lui le « palais du marbre ».
Au travers de cette cache, nous allons vous faire découvrir une curiosité géologique présente au sein d’un chaperon (la partie supérieure d'un mur) d’une colonnade située le long du côté est de l’édifice. Peut-être s'agit-il ses traces laissées par le petit fantôme ?
Palais Garnier
The Palais Garnier, or Opéra Garnier, is a national theater that has the vocation of being an academy of music, choreography and lyric poetry. It is a major element of the heritage of the 9th arrondissement of Paris and the capital.
The south facade, the east and west sides, as well as the back facade are mainly made of Euville stones and Mery stones (sedimentary limestone). Nearly 35 kinds of "marbles" (in the decorative sense) were used to create the sumptuous and luxurious interior of the building, making it the "marble palace".
Through this cache, we are going to make you discover a geological curiosity present within a coping (the upper part of a wall) of a colonnade located along the eastern side of the building. Maybe it is the trail left by the little ghost?
Quelques concepts / Few concepts
Roches sédimentaires
Les roches sédimentaires sont des roches exogènes, c'est-à-dire qui se forment à la surface de la Terre. Ce sont les roches qui résultent de l'accumulation en couches et du compactage de débris d'origine minérale (dégradation d'autres roches), organique (restes de végétaux ou d'animaux, fossiles), sous l'action de l'érosion, aux effets du vent, de l'eau, des alternances climatiques (gels - dégels), etc.
Le grès, le calcaire, le charbon, certains schistes sont des exemples de roches sédimentaires.
Sedimentary rocks
Sedimentary rocks are exogenous rocks, meaning that they are formed on the surface of the Earth. These are the rocks that result from the accumulation in layers and compaction of debris of mineral origin (degradation of other rocks), organic (remains of plants or animals, fossils), under the action of erosion, the effects of wind, water, climatic alternations (freezing - defrosting), etc.
Sandstone, limestone, coal, and shale are examples of sedimentary rocks.
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Roche détritique
Une roche détritique est une roche sédimentaire et les sédiments détritiques sont constitués de fragments brisés, altérés et transportés de roches préexistantes. Les roches détritiques sont parfois appelées roches terrigènes. Ce terme est utilisé pour préciser la nature inorganique et l'origine physique des roches par opposition aux carbonates d'origine organique et aux roches précipitées chimiquement.
Parmi les roches détritiques, on trouve : l'argile, le grès, les brèches, les poudingues, le sable,le limon, le lœss…
Detrital rock
A detrital rock is a sedimentary rock and detrital sediments consist of the broken, weathered, and transported fragments of preexistent rocks. Detrital rocks are sometimes referred to as terrigenous rocks. This term is used to specify the inorganic nature and physical origin of the rocks in contrast to the organically derived carbonates and chemically precipitated rocks.
Among the detrital rocks we find: clay, sandstone, breccias, poudingues, sand, silt, loess...
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Roches carbonatées
Les roches carbonatées sont des roches sédimentaires constituées de carbonate de calcium (calcaires) ou de carbonate de magnésium (dolomite), etc. en quantité variable mais importante. Le carbonate peut être d’origine chimique (précipitation, car en sursaturation dans l’eau) ou d’origine mécanique : débris de roche, restes d’organismes (mollusques, algues, coraux, échinodermes, …) qui l'utilisent pour construire leurs coquilles (ou test).
D’après la classification de Folk (1959), basée sur la composition de la roche, on distingue 2 composants :
- les grains ou allochèmes, appelés aussi éléments figurés.
- le liant qui peut-être une matrice appelée micrite ou un ciment appelé sparite, tous les deux (orthochèmes) issus d’une phase de liaison.
Parmi les grains ou allochèmes on distingue :
- les bioclastes : grains d’origine biologique. Les fossiles, microfossiles ou fragments de microfossiles…
- les ooïdes : grains ovoïdes constitués d’un nucléus de nature variable et d’un cortex en couches concentriques. En fonction de leur taille, les ooïdes sont appelée oolithes, sphérulite, pisoïdes…
- les péloïdes : particules microcristallines sans structure interne, de petite taille, de couleur brune. Il s’agit de déjections d’organismes marins.
- les lithoclastes : issus d’une remobilisation de sédiments carbonatés. En fonction de leur provenance et de leur âge et ils sont subdivisés en intraclastes et extraclastes.
La roche sera donc nommée par un préfixe (bio-, oo-, pel-, intra-, extra-) précisant la nature du type d’allochème prépondérant et par un suffixe précisant la nature de l’orthochème dominant (-sparite, -micrite). Ex : oosparite pour roche majoritairement composée d’ooïdes liés par un ciment sparitique
Carbonate rocks
Carbonate rocks are sedimentary rocks made up of calcium carbonate (limestone) or magnesium carbonate (dolomite), etc. in variable but important quantities. The carbonate can be of chemical origin (precipitation because of supersaturation in water) or of mechanical origin: rock debris, remains of organisms (mollusks, algae, corals, echinoderms, ...) that use it to build their shells (or test).
According to the Folk classification (1959), based on the rock composition, there are 2 components :
- grains or allochems, also called formed elements ;
- the binder which can be a matrix called micrite or a cement called sparite, both (orthochems) resulting from a binding phase.
The grains or allochems include :
- bioclasts: grains of biological origin. Fossils, microfossils or fragments of microfossils...
- ooids: ovoid grains consisting of a nucleus of variable nature and a cortex in concentric layers. According to their size, ooids are called ooliths, spherulites, pisoids...
- peloids: microcrystalline particles without internal structure, small size, brown color. They are dejections of marine organisms.
- lithoclasts: resulting from a remobilization of carbonate sediments. According to their origin and their age, they are subdivided into intraclasts and extraclasts.
The rock will be named by a prefix (bio-, oo-, pel-, intra-, extra-) specifying the nature of the dominet type of allochem and by a suffix specifying the nature of the dominant orthocheme (-sparite, -micrite). Ex : oosparite for rock mainly composed of ooïds bound by a sparitic cement.
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Grès calcaire
Le grès est une roche détritique, issue de l'agrégation et la cimentation de grains de sable. Ces grains sont fréquemment composés de silice, mais ils peuvent avoir d'autres compositions. Un grès calcaire est un sable calcaire aggloméré et induré par un ciment d’origine calcaire. Le sable peut aussi être constitué de grains de silice.
Calcareous sandstone
Sandstone is a detrital rock, resulting from the aggregation and cementation of sand grains. These grains are frequently composed of silica, but they can have other compositions. A calcareous sandstone is a calcareous sand agglomerated and indurated by a cement of calcareous origin. The sand can also be constituted of grains of silica.
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Porosité et perméabilité
La porosité et la perméabilité sont des propriétés connexes de toute roche ou sédiment meuble. Les deux sont liées au nombre, à la taille et aux connexions des espaces vides dans la roche.
Plus précisément, la porosité d'une roche est une mesure de sa capacité à retenir un fluide. La perméabilité est une mesure de la facilité d'écoulement d'un fluide à travers un solide poreux. Une roche peut être extrêmement poreuse, mais si les pores ne sont pas reliés, elle n'aura aucune perméabilité. Une roche, dont les pores non reliés (donc imperméable), altérée, fracturée, pourra en partie laisser circuler un fluide ; on parle alors de perméabilité de fracture.
Porosity and permeability
Porosity and permeability are related properties of any rock or loose sediment. Both are related to the number, size, and connections of openings in the rock.
More specifically, porosity of a rock is a measure of its ability to hold a fluid. Permeability is a measure of the ease of flow of a fluid through a porous solid. A rock may be extremely porous, but if the pores are not connected, it will have no permeability.A rock, whose pores are not connected (therefore impermeable) are altered, cracked, can partially let a fluid circulate ; it’s then called fracture permeability.
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Fluide hydrothermal et minéraux/minerais
Un fluide hydrothermal est défini comme une solution aqueuse chaude (environ 50 à >500°C), contenant du Na, K, Ca, Cl comme composants principaux, ainsi que de nombreux autres éléments (ex : Mg, B, S, Sr, CO2, H2S, NH4, Cu, Pb, Zn, Sn, Mo, Ag, Au etc.) comme composants mineurs. L'eau des solutions hydrothermales peut provenir des sources suivantes : météorique, eau de mer, connée (piégée dans les roches sédimentaires au moment de leur formation), métamorphique, juvénile (directement des profondeurs du manteau terrestre) ou magmatique. La plupart des solutions hydrothermales ont une origine mixte dans laquelle une ou plusieurs des sources ci-dessus peuvent prédominer. Les eaux météoriques comprennent les eaux de pluie, les eaux des lacs et des rivières, et les eaux souterraines. Ces eaux peuvent pénétrer profondément dans la croûte et peuvent être chauffées et minéralisées, acquérant ainsi les propriétés des solutions hydrothermales.
La précipitation (formation, dans une solution, d'un composé solide) des constituants dissous dans le fluide hydrothermal peut se produire à la suite de : variations de température, changements de pression et ébullition, réactions entre les parois des roches et les solutions, changements chimiques dus au mélange de fluides.
Hydrothermal fluid and minerals/ores
A hydrothermal fluid is defined as a hot (ca. 50 - >500°C), aqueous, containing Na, K, Ca, Cl as major components, as well as many other elements (e.g. Mg, B, S, Sr, CO2, H2S, NH4, Cu, Pb, Zn, Sn, Mo, Ag, Au etc.) as minor constituents.The water of hydrothermal solutions can be derived from the following sources: meteoric, sea water, connate (entrapped in the interstices of a sedimentary rock at the time of its deposition), metamorphic, juvenile (comes directly from the depths of the earth's mantle) or magmatic. Most hydrothermal solutions are of mixed origin in which one or more of the above sources can predominate. Meteoric waters include rain water, lake and river waters, and groundwaters. These waters can penetrate deep into the crust and may become heated and mineralised, thereby acquiring the properties of hydrothermal solutions.
Precipitation (formation of a separable solid substance from a solution) of the dissolved constituents in hydrothermal fluid can occur as a result of: temperature variations, pressure changes and boiling, reactions between wall rocks and solutions, chemical changes due to mixing of fluids.
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Quartz et améthystes
Le quartz est un minéral essentiellement composé de silice. Sa formule chimique est SiO2 soit Si pour le silicium et O2 pour le dioxygène, la silice étant un synonyme de dioxyde de silicium. Il est associé à des oxydes métalliques tels que le fer, le lithium, l’aluminium, le magnésium, le titane et encore d’autres métaux qui pourront déterminer certains critères comme sa couleur ou sa variété.
Comme pour tous les minéraux, la température et la pression sont les principaux facteurs permettant la formation du quartz. C’est un processus hydrothermal qui est à l’origine de la formation du quartz et des minéraux en général. Les eaux de circulation présentes dans les roches en profondeur subissent des températures très élevées de par la pression et la présence de magma. Les molécules de silicium présentes dans ces roches sont alors dissoutes par ces eaux très chaudes. Ces eaux, alors chargées en silicium, en remontant par les fissures près de la surface, refroidissent. Le silicium qui ne peut plus être contenu par ces eaux se combine et cristallise, donnant naissance au quartz.
L’améthyste est un quartz violet/mauve naturellement coloré par des micro-inclusions ferreuses (oxydes de fer). Il existe d’autre variétés : le quartz laiteux (blanc), fumé (noir : irradiation naturelle d’inclusions d’aluminium), hématoïde (rouge : inclusions d’oxydes de Fer), citrine (jaune : faibles quantités d’oxydes d’aluminium), amétrine (violet/jaune : améthystes naturellement chauffées), rose (oxydes métalliques : manganèse, titane), …
Quartz and amethysts
Quartz is a mineral mainly made up of Silica. Its chemical formula is SiO2 or Si for silicium and O2 for oxygen, silica being a synonym for silicon dioxide. It is combined with metal oxides such as iron, lithium, aluminum, magnesium, titanium and other metals that can determine some criteria such as its color or its type.
As for all minerals, temperature and pressure are the main factors allowing the formation of quartz. It’s a hydrothermal process which is at the origin of the formation of quartz and minerals in general. Circulating fluids present in rocks at depth are subjected to ery high temperatures due to the pressure and the presence of magma. The silicon molecules present in these rocks are then dissolved by the very hot water. This water, then loaded in silicon, cools down while going up by the cracks close to the surface. Silicon that can no longer be contained by this water combines and crystallizes, resulting in quartz.
Amethyst is a violet/mauve quartz naturally colored by ferrous micro-inclusions (iron oxides). There are other kinds: milky quartz (white), smoky (black: natural irradiation of aluminum inclusions), hematoid (red: inclusions of iron oxides), citrine (yellow: small amounts of aluminum oxides), ametrine (purple/yellow: naturally heated amethysts), pink (metal oxides: manganese, titanium), ...
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Chromatographie
En analyse chimique, la chromatographie est une technique permettant de séparer un mélange en ses composants. Le mélange est dissous dans un solvant fluide (gaz ou liquide) appelé phase mobile, qui le transporte à travers un système (colonne, tube capillaire, plaque ou feuille) sur lequel est fixé un matériau appelé phase stationnaire. Comme les différents constituants du mélange ont tendance à avoir des affinités différentes pour la phase stationnaire, et sont retenus pendant des durées différentes en fonction de leurs interactions avec les éléments de sa surface, les constituants se déplacent à des vitesses apparentes différentes dans le fluide mobile, ce qui entraîne leur séparation.
Chromatography
In chemical analysis, chromatography is a laboratory technique for the separation of a mixture into its components. The mixture is dissolved in a fluid solvent (gas or liquid) called the mobile phase, which carries it through a system (a column, a capillary tube, a plate, or a sheet) on which a material called the stationary phase is fixed. Because the different constituents of the mixture tend to have different affinities for the stationary phase and are retained for different lengths of time depending on their interactions with its surface sites, the constituents travel at different apparent velocities in the mobile fluid, causing them to separate.
Références - Reference
Les roches carbonatées
Porosity and Permeability
Franco Pirajno - Hydrothermal Mineral Deposits - Springer Verlag
Le Quartz et ses Différentes Variétés
Chromatography
Aux coordonnées indiquées, vous trouverez une colonnade ainsi que son chaperon comme sur la photo ci-dessous. Penchez-vous sur ce chaperon et observez attentivement sa surface.
At the specified coordinates, you will find a colonnade and its coping as shown in the photo below. Lean over the coping and look carefully at its surface.
Pour valider la cache – Travail à effectuer
- Décrivez ce que vous observez : aspect, texture, couleurs, etc.
- Selon vous, quelle est la nature de la roche qui compose le chaperon ? Merci de justifier votre réponse.
- Comment expliqueriez-vous la coloration particulière de la roche ?
- Une photo de vous, ou d’un objet caractéristique vous appartenant, prise dans les environs immédiats (pas de « photo d’archives » svp) est à joindre soit en commentaire, soit avec vos réponses. Conformément aux directives mises à jour par GC HQ et publiées en juin 2019, des photos peuvent être exigées pour la validation d'une earthcache.
Marquez cette cache « Trouvée » et envoyez-nous vos propositions de réponses, en précisant bien le nom de la cache, soit via notre profil, soit via la messagerie geocaching.com (centre de messagerie) et nous vous répondrons en cas de problème. « Trouvée » sans réponses sera supprimée.
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Logging requirements – Homework
- Describe what you observe: appearance, texture, colors, etc.
- According to you, what is the kind of rock that makes up the coping? Please justify your answer.
- How would you explain the special coloring of the rock?
- A photo of your, your GPS/cellphone or something else personnal, taken in the immediate aera (no "stock" photos please) is to be attached either as a comment or with your answers. In accordance with updated GC HQ guidelines published in June 2019, photos may be required for validation of an earthcache.
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