#3 Kerdra : prismation 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

 La pointe de Kerdra, qui sépare les plages de Lostmarc’h et de la Palue, est entièrement constituée d’une roche appelée dolérite, qui est une roche magmatique remontée depuis les profondeurs de la terre sous la forme d’un immense filon (un sill) de 300 mètres d’épaisseur. Cette roche, qui n'a pas subi l'éruption, est apparue suite à des mouvements tectonique et suite à l'érosion des roches qui la recouvraient.

Au travers de cette cache, nous vous proposons de découvrir le processus, appelé prismation, qu'a subi cette roche.

Le sud de la plage de Lostmarc'h ainsi qu'une portion depuis ce point le long de la pointe de Kerdra sont une zone naturiste. Si vous n'êtes pas à l'aise avec cette pratique, il vaut mieux venir lorsque le temps ne s'y prête pas (octobre à avril) ou alors en mai/juin lorsque les températures ne sont pas non plus clémentes.

Si de nombreux surfeurs viennent ici pratiquer leur sport favori, la baignade y est toutefois interdite, car de nombreux dangers guettent le baigneur … même expérimenté : baïnes, fort courant, courant d’arrachement, vagues assassines, …

 Kerdra headland, which separates the beaches of Lostmarc'h and La Palue, is entirely made of a rock called dolerite (diabase in the U.S.), which is a magmatic rock brought up from the depths of the earth in the form of a huge vein (a sill) 300 meters thick. This rock, which did not undergo the eruption, emerged as a result of tectonic movements and/or erosion of overlying rocks.

Through this cache, we invite you to discover the process called columnar jointing that this rock was submitted to.

The south of Lostmarc'h beach and a part of it along the Kerdra point are a naturist area. If you are not comfortable with this practice, it is better to come when the weather is not favorable (October to April) or in May/June when the temperatures are not mild either.

If many surfers come here to practice their favorite sport, swimming is however forbidden, because many dangers await the swimmer ... even experienced: baïnes, rip currents, strong current, murderous waves, ...

 Roches
Trois types de roches forment principalement l’écorce terrestre : les roches sédimentaires constituées de sédiments meubles qui se sont transformés (consolidés) au cours de l’évolution géologique ; les roches ignées (ou magmatiques) qui résultent de la solidification du magma, roche fondue sous l'action de la chaleur et de la pression dans les couches profondes de l'écorce terrestre ou dans la couche supérieure du manteau ; les roches métamorphiques issues d’une une transformation à l'état solide de roches sédimentaires, ignées ou… métamorphiques et provoquée par une modification de pression, de température…

 Rocks
There are three main types of rocks which constitute the earth's crust: sedimentary rocks made up of loose unconsolidated sediment that have been transformed into rock during geological history; igneous (or magmatic) rocks, the product of the solidification of magma, which is molten rock generated by partial melting caused by heat and pressure in the deeper part of the Earth's crust or in the upper mantle; metamorphic rocks resulting from a transformation to a solid state of sedimentary, igneous or... metamorphic rocks and caused by a change of pressure, temperature...

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 Lave et magma
Lave et magma sont deux termes se rapportant au volcanisme et que l'on a parfois tendance à employer indifféremment. Pourtant, tous deux désignent bien des matériaux différents.

Le terme de « magma » désigne la roche fondue située dans la Terre. Le magma est soumis à des températures et à des pressions élevées. Il se compose de gaz dissous, de liquides, de particules volatiles et d'éléments solides.

Quand il refroidit, il se transforme en roche ignée de deux types :

• lorsque le magma reste confiné sous terre, on appelle sa roche ignée « roche plutonique » (Pluton, dieu des Enfers) ou encore roche ignée intrusive. Le granite est la roche plutonique la plus courante.
• lorsque le magma monte en surface, sa roche ignée est désignée par le terme de « lave » mais le plus souvent roche volcanique ou roche ignée extrusive en géologie. Le basalte est la roche extrusive la plus courante.

Ainsi, la lave correspond-elle à un magma poussé hors de terre à l'occasion d'éruptions volcaniques. Au sortir du cratère, la température de la lave est comprise entre 700 °C et 1.200 °C. Elle se refroidit rapidement - en surface du moins - au contact de l'air libre ou de l’eau.

 Lava and magma
Lava and magma are two terms related to volcanism that are sometimes used together. However, they both refer to different materials.

The term "magma" refers to molten rock in the Earth. Magma is subject to high temperatures and pressures. It is made up of dissolved gases, liquids, volatile particles and solid elements. When it cools, it transforms into igneous rock of two types:

• when the magma remains confined underground, its igneous rock is called "plutonic rock" (Pluto, gods of the underworld) or intrusive igneous rock. Granite is the most common plutonic rock.
• when magma rises to the surface, its igneous rock is called " lava " and most often volcanic rock or extrusive igneous rock. Basalt is the most common extrusive rock.

Therefore, lava refers to magma pushed out of the earth during volcanic eruptions. At the output of the crater, the temperature of the lava is between 700 °C and 1,200 °C. It cools down quickly - at least on the surface - when it comes into contact with the air or water.

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 Convection
Circulation verticale dans un fluide qui résulte des différences de densité induites par les variations de température.

 Convection
Vertical circulation within a fluid that results from density differences caused by temperature variations.

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 Prismation et coulée prismée
La prismation se forme par fissuration lors de la contraction de la lave ou du magma induite par le refroidissement. Lorsqu'il s'agit de magma qui n'a pas subi d'érution, il (le magma) doit se situer à faible profondeur.

Dans l'idéal, lors du refroidissement de la partie liquide d'une coulée de lave, trois zones de convexion s'individualisent, donnant en fin de solidification trois domaines (cf croquis en partie anglais) :

• une zone de colonnades supérieure appelée aussi fausses colonnades (parfois absente suite à son érosion) ;
• un entablement qui est une zone déstructurée avec des petites colonnades sinueuses appelées parfois faux prismes ;
• une zone de colonnades inférieure.

À partir de la base de la coulée, des cellules de convexion se mettent en place, et, lors du refroidissement, il y a formation de prismes par rétraction de la lave solidifiée. Chaque prisme représente en largeur la taille dune cellule de convexion. La base des prismes est déjà formée, alors que la partie supérieure n'est pas prismée et encore liquide ou tout du moins sous forme d'un "gel". Des expériences en laboratoire, où l'on chauffe un bac de mélasse, montrent la formation de courants de convexion délimitant des colonnes de forme hexagonale. Cette forme hexagonale, qui semble dans la nature représenter un état d'équilibre (rétraction de l'argile séchée, alvéoles d'abeille (oui Monsieur !), ...), se retrouve dans la prismation des laves.

De manière idéale, tous les prismes devraient être hexagonaux mais l'on retrouve des prismes de 3 à 8 côtés. Si le refroidissement se fait de manière homogène, on obtient des colonnades (orgues) bien formées. Si le refroidissement n'est pas homogène, du fait de perturbations liées à des mouvements dans la zone de la coulée encore fluide, on obtient des colonnades avec des sections représentant chacune une ancienne cellule de convexion.

La formation des colonnades se faisant perpendiculairement aux surfaces froides, la partie horizontale basale de la coulée génère des prismes verticaux parallèles, qui vont de la base de la coulée jusqu'à l'interface (limite) de l'entablement de faux prismes.

La majorité des coulées prismées se forme dans des liquides basaltiques lors d'une éuption volcanique. Il peut arriver que des coulées prismées se forment sous terre, au sein de sills ou dykes (remontée rapide de magma sous forme de filon et qui s'épanche sous terre en empruntant des faiblesses au sein de roches existantes).

 Columnar jointing and columnar flow
Columnar jointing, also called columnar/prismatic joints, forms by cracking during cooling-induced contraction of lava or magma. In the case of magma that has not erupted, it (the magma) must be at shallow depth.

Optimally, during cooling of the liquid part of a lava flow, three convection zones are formed, giving three domains at the end of solidification:

• an upper zone of colonnades also called false colonnades (sometimes removed due to its erosion);
• an entablature, a highly disorganized region with small and curvy columns;
• a lower zone of colonnades.

From the base of the flow, convection cells are set up (see schem in the french section), and, during cooling, prisms are formed by retraction of the solidified lava. Each prism represents in width the size of a convection cell. The base of the prisms is already formed, while the upper part is not prismatic and still liquid or at least in the form of a "gel". Laboratory experiments, where a molasses tank is heated, show the formation of convection currents delimiting hexagonal shaped columns. This hexagonal shape, which seems in nature to represent a state of equilibrium (retraction of dried clay, bee cells (yes sir!), ...), is found in the prismation of lavas.

Ideally, all prisms should be hexagonal, but there are prisms with 3 to 8 sides. If the cooling is homogeneous, well formed collonades (called organ pipes) result. If the cooling is not homogeneous, because of disturbances due to movement in the zone of the fluid flow, we obtain colonnades with sections representing an old convection cell.

Formation of colonnades is perpendicular to the cold surfaces, the horizontal basal part of the flow generates parallel vertical prisms, which go from the base of the flow to the interface (limit) of the false prismatic entablature.

The majority of columnar flows are formed in basaltic liquids during a volcanic eruption. Columnar flows can sometimes form underground, within sills or dykes (rapid ascent of magma in the form of a vein and which spreads underground by borrowing weaknesses within existing rocks).

Références - References

Le Paléozoïque de la presqu’île de Crozon, Massif Armorican
La formation des orgues volcaniques
La prismation des roches volcaniques
Columnar Jointing
A Dictionary of Geology and Earth Sciences (Oxford Quick Reference), 5th Edition (Allaby, Michael)
Élements de géologie - DUNOD

 Aux coordonnées indiquées, dos à l'océan, vous vous trouverez en face de la pointe de Kerdra. Observez les zones A et B comme sur la photo ci-dessous.

 At the specified coordinates, with your back to the ocean, you will be facing Kerdra headland. Look for zones A and B as shown in the picture below.

 Travail à effectuer

1. Selon vous, quelle(s) zone(s) présente(nt) une prismation remarquable ? 
2. Approchez de la zone que vous avez choisi et observez la roche de plus près, les prismes formés sont-ils hexagonaux ? En moyenne, combien comptez-vous de côtés ?
3. Quelle est la disposition de la prismation ? (horizontale, verticale, ... , multiple) ?
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. According to you, where do you see remarkable columnar jointing area(s)?
2. Approach the area you have chosen and look at the rock more closely, are the prisms formed hexagonal? On average, how many sides do you count?
3. What is the disposition of the prism (horizontal, vertical, ... , multiple) ?
4. A picture of your, your GPS or 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.

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