Porzh Aour : instabilité gravitaire EarthCache

La presqu’île de Crozon offre un rivage découpé dans un mille-feuilles de roches sédimentaires, d’âge paléozoïque.

C’est en effet à partir de -475 millions d’années que s’est formé l’essentiel du sous-sol. À cette époque, la Bretagne était située sous la mer, près du pôle Sud, en bordure d’un méga-continent appelé Gondwana.

Les particules de sable et de vase transportées du continent vers la mer s’y sont déposées en couches successives. Compactées au fil du temps, elles se sont transformées en grès et en argilites. Quelques animaux marins, ainsi que les traces de leurs activités, ont en même temps été fossilisés.

Cette sédimentation marine, perturbée en presqu’île de Crozon par une activité volcanique (-448 millions d'années), s’est poursuivie sur près de 150 millions d'années, pendant la lente dérive du Gondwana vers le Nord. Près de 3 500 mètres d’épaisseur de sédiments se sont ainsi accumulés, en enregistrant des environnements marins périglaciaires (-444 millions d'année) puis tropicaux (-385 millions d'années).

Vers -320 millions d'années, la collision entre les plaques Gondwana et Laurussia, lors de la constitution de la Pangée, a entraîné la formation d’une immense chaîne de montagnes (la chaîne varisque ou hercynienne) dont les sommets pouvaient atteindre 4 000 mètres d’altitude en Bretagne.

Soumises à d’énormes pressions tectoniques, les roches de la future presqu’île se sont plissées et facturées. Tout en perdant leur horizontalité initiale, les couches sédimentaires se sont transformées : les grès ont évolué en quartzites et les argiles en schistes.

Depuis lors émergée, cette imposante chaîne de montagnes a été érodée, puis à nouveau fracturée lors de l’ouverture de l’océan Atlantique (-180 millions d'années)

Les fluctuations du niveau marin, dues à l’alternance d’épisodes glaciaires et tempérés au Quaternaire (de -2.6 millions d'années à nos jours) ont enfin dessiné le trait de côte de cet ancien massif (le Massif armoricain), dont les plus hautes collines avoisinent aujourd’hui les 400 mètres d’altitude.

👉 Histoire géologique de la presqu'île de Crozon en dessins.

Sources : https://www.reservepresquiledecrozon.bzh

Crozon Peninsula boasts a shoreline carved out of many strata of sedimentary rock dating back to the Paleozoic Era.

In fact, most of its subsoil was formed some 475 million years ago (mya). At that time, Brittany was under water, close to the South Pole, at the edge of a supercontinent called Gondwana.

Particles of sand and mud carried from the continent out to the sea were deposited there in successive layers. Compacted over time, they gradually transformed into sandstone and mudstone. Some sea animals along with traces of their activities, were fossilized at the same time.

This marine sedimentation, that was disrupted by volcanic activity on Crozon Peninsula (448 mya), continued over the course of nearly 150 million years (myr), during Gondwana’s slow drift northwards. Nearly 3,500 meters of sediments accumulated in depth, where both periglacial and then tropical marine environments were recorded (444 and 385 mya, respectively).

Around 320 mya, the collision of the Gondwana and Laurussia plates, during the assembly of Pangea, led to the formation of an immense mountain range (the Variscan or Hercynian orogeny) whose peaks stood as high as elevation of 4,000 meters in Brittany.

Subjected to tremendous tectonic pressure, the rocks of the future peninsula folded and farctured. Whilst losing their initial horizontality, the sedimentary layers were transformed : the sandstone evolved into quartzite and the mudstone into shale.

After emerging, the imposing mountain range eroded and then fractured again at the time of opening of the Atlantic Ocean (180 mya).

Fluctuations in the sea level, caused by the alternating glacial and tempered episodes of the Quaternary period (from 2.6 mya to the present day), finally drawing the coastline of the ancient Armorican mountain range, whose tallest hillsides now rise to altitudes of around 400 meters.

👉 Geologic timeline illustrations of Crozon peninsula (only in french).

Sources : https://www.reservepresquiledecrozon.bzh

 Porzh Aour, ou Port d’Or en breton, est une petite crique située au sein de l’anse de Morgat. En contrebas, il y a ni un port ni plage, mais une grève constitué de galets et de blocs rocheux et parsemée de sable blond. L’endroit est certes attirant, tout comme l’île Vierge (dont l’accès est interdit car devenu trop dangereux), mais inutile de vouloir descendre dans cette crique par le chemin qui y mène, car il est en partie bloqué par de récents éboulis.

Par ailleurs, la municipalité a érigé une barrière afin de persuader du mauvais choix que l’on pourrait faire. Mais que peut une malheureuse palissade face à la détermination et l’esprit rebelle de nobles explorateurs ou baroudeurs.

De toute la Bretagne, c’est en presqu’île de Crozon qu’il y a le plus grand nombre d’écroulements de falaises et d’éboulements.

Cette particularité est bien sûr due à ses 120 km de côtes et à la présence de nombreuses falaises le long de son littoral, mais surtout parce que la constitution de ces falaises n’est pas homogène. Si toutes les falaises étaient constituées de grès armoricain, un grès très résistant à l’altération et à l’érosion, il y en aurait sans doute bien moins de mouvements de terrain. C’est en partie une alternance de roches de différente constitution, donc plus ou moins sensibles à l’érosion et à l’altération, qui confère à toutes ces falaises leur « fragilité ».

 Porzh Aour, or Golden Harbor in Breton, is a small cove located within Anse (cove) de Morgat. Below, there is neither a harbor nor a beach, but a tideland beach made of pebbles and boulders and dotted with golden sand. The place is certainly interesting, as at l’Île Vierge (whose access is forbidden because it has become too dangerous), but it’s useless to go down to this cove by the path that leads to it, because it’s partly blocked by recent debris.

Besides, the municipality has erected a fence in order to persuade people of the bad choice they could make. But what can an unfortunate fence facing the determination and the rebel spirit of some brave explorers or backpackers.

Of all Brittany, the Crozon peninsula has the highest number of cliff collapses and landslides. This feature is of course due to the presence of many cliffs along its coastline, but especially because the cliffs are not homogeneous. If all the cliffs were made of Armorican sandstone, a sandstone very resistant to weathering and erosion, there would probably be much less. It’s the alternate nature of rocks, which are more or less sensitive to erosion and weathering, that gives all these cliffs their "weakness".

 L’instabilité gravitaire
L’instabilité gravitaire, également connue sous le nom de processus de pente, est le processus géomorphologique par lequel le sol, le sable, le régolithe (substrat, poussière, roches brisées), la roche, la neige et la glace, se déplacent vers le bas d’une pente, généralement sous la forme d'une masse solide, continue ou discontinue, en grande partie sous l'effet de la gravité.

Les différents processus d’instabilité gravitaire se déroulent sur des échelles de temps allant de quelques secondes à des centaines d'années et peuvent être terrestres ou sous-marines. Derrière ce nom se cachent les processus comme la solifluxion, les glissements de terrain, les effondrements, les coulées (boue, débris), les avalanches…

 Mass wasting
Mass wasting, also known as slope movement or mass movement, is the geomorphic process by which soil, sand, regolith (dust, broken rocks), rock, snow and ice, move downslope typically as a solid, continuous or discontinuous mass, largely under the force of gravity.

Types of mass wasting are taking place over timescales from seconds to hundreds of years and can occur on both terrestrial and submarine slopes. Behind this name are processes such as solifluction, slides, collapses, flows (mud, debris), avalanches...

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 Origine et types de mouvement
L’origine des phénomènes d’instabilité gravitaire peut avoir une ou plusieurs causes auxquelles il faut combiner l’activité humaine : pluies intenses, fonte rapide des neiges, tremblement de terre, éruption volcanique, érosion des cours d'eau ou des côtes.

Il existe principalement trois types de mouvement lors d’instabilités gravitaires :

• les chutes : lorsque du matériel se détache des pentes abruptes et tombent en chute libre sur le sol ou dans l’eau ;
• les glissements : lorsque les matériaux se déplacent en masse cohérente sur une surface portante bien définie ;
• les coulées : lorsque les matériaux se déplacent vers le bas de la pente comme des fluides visqueux ou épais.

 Triggers and movements
Mass wasting triggers may include: intense rainfall, rapid snowmelt, earthquake, volcanic eruption, stream or coastal erosion. In addition, we must not forget the human activity.

A mass wasting can be described through 3 main movements:

• Fall: when material is detached from precipitous slopes and free-falls to the ground ;
• Slip: when material moves as coherent mass on well-defined basal surface ;
• Flow: when materials move downslope like viscous fluids.

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 Facteurs
Outre la gravité, énormément de facteurs influent sur le déclenchement d’un phénomène d’instabilité gravitaire ainsi que sur son comportement :

• inclinaison de la pente ;
• teneur en eau du matériau de la pente (porosité et perméabilité) ;
• nature et quantité de couverture végétale ;
• type de matériau impliqué (roche, régolithe, neige, glace) ;
• résistance d'une roche au glissement ;
• contrôles naturels ou artificiels de la stabilité des pentes ; 
• géologie sous-jacente ;
• environnement (subaérien, sous-marin) ;
• climat ;
• vitesse du mouvement (lente, intermédiaire, rapide) ;
• ...

 Factors
In addition to gravity, many factors influence the triggering of gravity wasting as well as it’s dynamic:

• steepness of slope;
• water content of slope material (porosity and permeability);
• nature and quantity of vegetation cover;
• type of material involved (rock, regolith, snow, ice);
• rock’s resistance to sliding;
• natural or artificial controls of slope stability;
• underlying geology;
• environment (subaerial, underwater);
• climate;
• speed of movement (slow, intermediate, fast);
• …

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 Classification
Plusieurs classifications générales, ou adaptées au contexte local, existent pour décrire les phénomènes d’instabilité gravitaire, notamment selon la nature des matériaux, les conditions d’apparition ou leur comportement.

Reptation - Fluage
La reptation et le fluage sont des écoulements très lents (<1 cm/an et n'affecte que les quelques mètres supérieurs) qui peuvent faire pencher les poteaux, les clôtures et les troncs d'arbres. Ils sont dus à l'interaction de divers facteurs, le plus important étant l'alternance de conditions de gel-dégel et de conditions humides-sèches.

Solifuxion
La solifluxion est une forme de reptation ou fluage qui se produit dans les climats froids ou les hautes altitudes où des masses de déchets rocheux saturés se déplacent vers le bas de la pente. En général, la majeure partie de la masse en mouvement est constituée de débris fins, mais des blocs de taille appréciable peuvent également être déplacés.
La saturation est provoquée par la pluie ou la fonte des neiges. De plus, dans les régions périglaciaires, l'eau ne peut généralement pas s'écouler dans le sol car celui-ci est gelé en permanence. La solifluxion diffère de la coulée de boue en ce qu'elle se déplace beaucoup plus lentement, que le mouvement est continu et qu'il se produit sur toute la pente.

Glissement rotationnel/circulaire
Type d’instabilité gravitaire, aussi appelé effondrement, dans lequel des matériaux faiblement consolidés se déplacent le long d'une pente. Le matériau peut être de la roche, des débris ou du sol, et le mouvement est généralement rotationnel/circulaire et se produit lentement ou à une vitesse modérée. Le mouvement s’effectue le long d'une surface de rupture concave vers le haut, de sorte que le matériau en mouvement tourne partiellement autour d'un axe perpendiculaire à la pente. Généralement, la partie supérieure du bloc se fracture en une série d'escarpements disposés comme des marches inclinées vers l'arrière.

Des eaux de ruissellement peuvent être retenues dans la zone affaissée. Le glissement peut être provoqué par un affouillement (= type d'érosion par la base provoquée par le courant d'un cours d'eau, la mer) ou par l'accroissement excessif du niveau des remblais artificiels. On le trouve normalement dans un matériau homogène et relativement meuble, par exemple l'argile.

Glissement translationnel/plan
La ligne de rupture est en général plane. Elle est constituée par une couche mince, fragile et déformable, appelée « couche savon », sur laquelle peuvent glisser de grands plans rocheux. Le glissement est dans ce cas accéléré par l’action de l’eau. Lors de glissements transrationnels, les couches de terrain ou les ensembles de couches stratifiées glissent sur une zone de faiblesse existante (discontinuité stratigraphique, foliation, plan de fissure ou de rupture).

La taille de tels glissements est très variable et peut comprendre des surfaces allant de quelques mètres carrés à plusieurs kilomètres carrés. L’épaisseur des masses en mouvement atteint fréquemment plusieurs dizaines de mètres.

Glissement de blocs ou de débris
Glissement superficiel dans une zone de débris rocheux, caractérisé par un déplacement le long d'une ou plusieurs surfaces dans une zone relativement étroite. Les glissements de blocs de taille importante impliquent le glissement rapide vers le bas de fragments de substrat rocheux.

Ces phénomènes se produisent le long de points de faiblesse : plans de litage (surface de contact entre des couches/strates), surfaces de foliation ou fractures. Ils se manifestent le plus souvent dans les régions montagneuses.

Coulée de débris
Forme d’instabilité gravitaire rapide dans lequel un ensemble de sol meuble, de roche, de matière organique, d'air et d'eau se déplace sous forme de boue et descend vers le bas de la pente. Les coulées de débris comprennent <50% de matériaux fin. Elles sont généralement provoquées par un écoulement intense des eaux de ruissellement dû à de fortes précipitations ou à une fonte rapide des neiges, qui érode et entraîne le sol meuble ou la roche sur les pentes raides. Les coulées de débris sont également souvent provoquées par d'autres types de d’instabilité gravitaire qui se produisent sur des pentes raides

Les incendies qui dénudent la végétation des pentes accentuent la vulnérabilité de ces dernières aux coulées de débris.

Coulée de boue
Forme d’instabilité gravitaire caractérisé par un écoulement rapide à extrêmement rapide de débris qui se sont partiellement ou totalement liquéfiés par l'ajout de quantités importantes d'eau au matériau d'origine. Les coulées de boue contiennent une proportion importante d'argile, ce qui les rend plus fluides que les coulées de débris ; elles sont donc capables de se déplacer plus en profondeur et de franchir des angles de pente plus faibles. Les coulées de boue débutent souvent comme des glissements, devenant des coulées lorsque l'eau est entraînée le long de la trajectoire d'écoulement.

Ce phénomène se peut se produire après de fortes pluies ou en raison d'une activité volcanique et généralement dans des zones où la végétation est éparse.

Chute de blocs
Détachement ou décollement de masses rocheuses de taille variable depuis une pente raide ou d'une falaise et leur déplacement, principalement dans l'air, en chute libre, en bondissant ou en roulant. Le mouvement est très rapide. Il est normalement dû à des phénomènes d’altération ou à l’affouillement d'une pente abrupte ou d’une falaise par des processus fluviaux ou marins.

 Classification
Many general classifications, or adapted to the local context, exist to describe the mass wasting phenomena, according to the nature of the materials, the conditions of origin or their evolution.

Creep
Creep consists of a very slow (<1 cm/year and affects the upper few meters only) flowage which can prossively tilt poles, fences, and tree trunks. It’s caused by the interacing of various factors most significant being alternation of freeze-thaw and wet-dry conditions

Solifluction
Solifluction is a form of creep that occurs in cold climates or high altitudes where masses of saturated rock waste move downslope. Generally, the bulk of the moving mass consists of fine debris but blocks of appreciable size also may be moved.
Saturation is brought about by rain or melting snow. Moreover, in periglacial regions, water commonly cannot drain into the ground since it is frozen permanently. Solifluction differs from mudflow in that it moves much more slowly, the movement is continuous and it occurs over the whole slope.

Slump
Type of mass-wasting, also called rotational slip, in which loosely consolidated material moves down a slope. The material may be rock, debris, or soil, and the movement is usually rotational and occurs slowly or at a moderate speed. The movement takes along a concave-up failure surface, so the moving material partly rotates about an axis at right angles to the slope. Typically, the upper part of the block fractures into a series of scarps arranged like steps tilted backward. Surface water may be retained in the depressed zone. The slump may be caused by basal undercutting (=type of erosion at the base due to the current of a river or the sea), or by the over-steepening of artificial embankments. It is normally found in a uniform, relatively weak material, e.g. clay.

Earthflow
Earthflow is also called translational or planar slide/slip The rupture surface is generally planar. It’ constituted by a thin, fragile and deformable layer, called "soap layer", on which can slide large rocky surfaces. The sliding is in this case accelerated by the action of water. During transrational landslides, the ground layers or sets of stratified layers slide on an existing zone of weakness (stratigraphic discontinuity, foliation, crack or rupture plane).

The size of such landslides is highly variable and can include areas ranging from a few square meters to several square kilometers. The thickness of the moving masses frequently reaches several tens of meters.

Debris flow
Form of rapid mass wasting in which a combination of loose soil, rock, organic matter, air, and water mobilize as a slurry that flows downslope. Debris flows include <50% fines. They are commonly caused by intense surface-water flow, due to heavy precipitation or rapid snowmelt, that erodes and mobilizes loose soil or rock on steep slopes. Debris flows also commonly mobilize from other types of landslides that occur on steep slopes, 

Fires that denude slopes of vegetation intensify the susceptibility of slopes to debris flows.

Mudflow
Form of mass wasting involving very rapid to extremely rapid surging flow of debris that has become partially or fully liquified by the addition of significant amounts of water to the source material. Mudflows contain a significant proportion of clay, which makes them more fluid than debris flows; thus, they are able to travel farther and across lower slope angles.

Mudflows often start as slides, becoming flows as water is entrained along the flow path; such events are often called flow slides.

This phenomenon can occur after heavy rainfall or due to volcanic activity and t ypically in areas where vegetation is sparse.

Rockfall
Detachment of rock masses of variable size from a steep slope or cliff and their descent, chiefly through the air, by free fall, bounding, or rolling. Movement is very rapid. It is normally caused by weathering, or by the undercutting of a steep slope by fluvial or marine processes.

Références - References

Le Paléozoïque de la presqu’île de Crozon, Massif Armorican
Quand les sols perdent pieds, les mouvements de terrain
Landform Geography - Mass Wasting
Les glissements de terrain

 À l’étape 1, face à l’anse de Morgat, regardez vers l’Ouest (à droite) le long de la falaise et vous constaterez les effets d’une instabilité gravitaire (cf photo).

À l’étape 2, face à l’anse de Morgat, regardez vers l’Ouest (à droite) en direction de l’étape 1. À mi-chemin vous constaterez les effets d’une instabilité gravitaire (cf photo).

 At step 1, facing Anse (cove) de Morgat, look west (right) along the cliff and you will see results of mass wasting (see picture).

At step 2, facing Anse (cove) de Morgat, look west (right) towards step 1. Halfway you will see results of mass wasting (see picture).

 Travail à effectuer

1. Décrivez ce que vous voyez en A depuis l’étape 1. Quel mécanisme ou processus d’instabilité gravitaire a eu lieu le long de la falaise? Merci de justifier votre réponse.
2. Décrivez ce que vous voyez en B depuis l’étape 2. Quel mécanisme ou processus d’instabilité gravitaire a eu lieu le long de la falaise? Merci de justifier votre réponse.
3. En quoi les deux mécanisme ou processus diffèrent-ils ?
4. Une photo de vous, ou d’un objet caractéristique vous appartenant, prise dans les environs immédiats (pas de photo « d’archive » 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.

Il est strictement interdit de ramasser tout minéral, roche, fossile, galet, plante… sur tout le littoral. Merci de respecter cette consigne.

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 Homework

1. Describe what you see in A from step 1. Which mass wasting process took place along the cliff? Please explain your answer.
2. Describe what you see in B from step 2. Which mass wasting process took place along the cliff? Please explain your answer.
3. In which way do the two mechanisms or processes vary?
4. A photo of your, your GPS something else personal 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.

Log this cache "Found it", and send us your answers, don't forget to mention the name of the cache, via our profile or via geocaching.com (Message Center) and we will contact you in case of any problemes. "Found it" without the anwers will be deleted.

It is strictly forbidden to pick up any mineral, rock, fossil, pebble, plant... all over the coast. Please respect this instruction.