#1 Aber : coulée périglaciaire 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

 Le nom de cette plage et de ces lieux provient d’un petit fleuve côtier qui se jette dans la baie de Douarnenez à la pointe de Raguenez, elle-même prolongée par l’île de l’Aber.

Il s’agit majoritairement d’une grande étendue de sable (par basse mer) bordée d’un cordon de galets au pied d’un massif dunaire. Vers l’ouest (à droite en étant face à la baie), des falaises prolongent les lieux jusqu’à la pointe de Trébéron.

Au travers de cette série de caches, vous allez pouvoir découvrir quelques curiosités géologiques visibles le long de ces falaises et dont la première résulte d'une coulée périglaciaire.

 This beach and this place take its name from a small coastal river which flows into the “baie de Douarnenez” (bay of Douarnenez) at “pointe de Raguenez” (Raguenez headland), itself extended by “l‘île de l’Aber” (Aber island).

It is mostly a large stretch of sand (at low tide) bordered by strand-line pebbles at the foot of a dune massif. Towards the west (on the right, facing the bay), cliffs extend the site up to “pointe de Trébéron) (Trébéron headland).

Through this series of caches, you will be able to discover some geological curiosities visible along these cliffshe, the first being the result of a periglacial flow

 Périglaciaire
Le terme périglaciaire est utilisé pour décrire les conditions climatiques, les processus, les formes de relief, les paysages, les sédiments et les structures du sol associés à des environnements froids et non glaciaires. En aucun cas il ne doit évoquer une localisation à la périphérie des glaciers.

 Periglacial
The term periglacial is used to describe the climatic conditions, processes, landforms, landscapes, sediments and soil structures associated with cold, nonglacial environments. Under no circumstances should it suggest a situation on the periphery of glaciers.

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 Glaciation
Période durant laquelle la quantité de glace stockée à la surface du globe est supérieure à la moyenne.

Au court de la période géologique appelée Quaternaire ou ère quaternaire, débutée il a approximativement 2,58 Ma et toujours en cours, il y a eu plusieurs glaciations (ou périodes glaciaires) entrecoupées par une période appelée interglaciaire (IG). Des glaciations, dont les manifestations peuvent être plus ou moins synchrones (surviennent en même temps) sont désignées localement.

La dernière glaciation, débutée il y a environ 115 000 ans et terminée il y a 11 600 ans, est appelée glaciation du Würm pour le massif alpin, glaciation de la Vistule (ou vistulienne) pour l’Europe du Nord, glaciation du Wisconsin pour l’Amérique du Nord et encore différemment ailleurs.

 Glaciation
Time period during which the amount of ice stored on the surface of the globe is higher than usual.

During the geological period called Quaternary or Quaternary Era, which began approximately 2.58 Mya ago and is still in progress, there have been several glaciations (or ice ages) interspersed with periods called interglacial (IG). Glaciations, whose manifestations can be more or less synchronous (occur at the same time), are designated locally.

The last glaciation, which began about 115,000 years ago and ended 11,600 years ago, is called Würm Glaciation for the Alps, Vistula Glaciation for Northern Europe, Wisconsin Glaciation for North America and also differently elsewhere.

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 Dernier maximum glaciaire
Le dernier maximum glaciaire (DMG) est la période au cours de laquelle le froid a atteint son ampleur maximale, à la fin de la dernière période glaciaire. Il est marqué par une extension extrême des calottes de glace et par un niveau des mers minimal. Il a eu lieu il y a environ 20 000 ans.

 Last Glacial Maximum
The Last Glacial Maximum (LGM) is the period during which the cold reached its maximum extent, at the end of the last glaciation period. It is marked by an extreme extension of the ice sheets and by a minimal sea level. It took place about 20,000 years ago.

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 Gélifraction, solifluxion, gélifluxion
La gélifraction (ou gélivation) est un processus de fragmentation d’une roche sous l’effet du gel provenant, soit des différences brutales entre les températures diurnes et nocturnes qui provoquent des fissurations, soit surtout de l’eau gelée dans les fissures, où elle exerce alors une forte pression.

La solifluxion est la descente, sur un versant, d'un régolithe* saturé d'eau. Ce phénomène a été décrit à l'origine dans les régions périglaciaires, mais le terme a ensuite été étendu à tous les environnements. Pendant la saison chaude la couche en surface (ou couche active - jusqu'à une profondeur de 3 mètres) se met à fondre et glisse littéralement sur la couche inférieure solidifiée par le gel à une vitesse de quelques centimètres par an.

La gélifluxion, encore appelée géliturbation ou encore cryoturbation, est un écoulement de nappes de débris rocheux saturés d'eau sur un sol gelé en permanence et sur des pentes de 1° seulement. Il s'agit de la variété de solifluxion des climats froids, qui ne se produit que dans la couche active. Tout comme pour la solifluxion, l’écoulement est très lent. Il n'est pas toujours facile de distinguer l'action de la gélifluxion de celle de la solifluxion.

*régolithe : formation superficielle résultant de la fragmentation des roches sans que les fragments aient été transportés

 Frost wedging, solifuction, gelifluction
Frost wedging (also called gelifraction,  congelifraction, gelivation frost-shattering) is a fragmentation process of a rock under the effect of frost coming, either from sudden differences between day and night temperatures which lead to cracks, or especially from frozen water in the cracks, where it applies a strong pressure.

Solifluction is the movement of water-saturated *regolith down a slope. This phenomenon was originally described in periglacial regions, but the term has since been extended to all environments. During the warm season, the surface layer (or active layer - up to a depth of 3 metres) begins to melt, literally sliding over the frost-solidified lower layer at a rate of a few centimetres per year.

Gelifluction (also known as geliturbation or cryoturbation) is the flow of sheets of water-saturated rock debris over permanently frozen ground on slopes of just 1°. It is the cold-climate variety of solifluction, occurring only in the active layer. As with solifluction, the flow is very slow. It's not always easy to distinguish the action of gelifluction from that of solifluction.

*regolith: surface formation resulting from the fragmentation of rocks where the fragments have not been transported.

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 Colluvions
Dépôt de bas de pente ou de bas de versant, généralement constitué de sédiments fins, parfois lités (de litage, voir le paragraphe à propos de la stratification), dont les éléments ont subi un faible transport. Les colluvions, aussi appelés dépôt de pente, résultent souvent d’un mécanisme de sollifluxion.

 Colluvium
Deposits at the base of slopes or hillsides, generally made up of fine, sometimes bedded sediments (see the paragraph describing strata and bedding), whose elements have undergone limited transport. Colluvium, also known as slope deposit, is often the result of a sollifluction mechanism.

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Roches sédimentaires
Les roches sédimentaires sont des roches exogènes, c'est-à-dire qui se forment à la surface de la Terre. Ce sont des 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, shale are examples of sedimentary rocks.

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 Strates et stratification
La stratification (ou encore le litage) est l'une des caractéristiques les plus importantes des roches sédimentaires, qui sont généralement constituées d'un « empilement » de couches de sédiments déposées les unes sur les autres. Ces couches sont appelées strates ou banc pour des roches dures ou encore lits pour des couches de faible épaisseur (quelques cm).

Chaque strate est caractérisée par sa propre lithologie (composition), ses structures sédimentaires, sa granulométrie et son contenu fossile qui la rendent unique et différente des strates qui se trouvent au-dessus et en dessous. Chaque couche représente un événement, un moment du temps géologique où des conditions chimiques, biologiques et physiques ont conduit au dépôt d'une couche rocheuse spécifique. Un événement dans le registre sédimentaire peut avoir duré des milliers d'années (par exemple, le lent dépôt d'une couche d'argile sur le fond marin) ou quelques minutes (par exemple, le dépôt rapide d’une turbidite – turbidite : écoulement de sédiments le long d'une pente sous-marine ou sous-lacustre). Dans tous les cas, étudier une séquence de strates, c’est étudier la séquence des événements qui se sont produits dans un bassin sédimentaire au cours des temps géologiques.

 Strata and bedding
Bedding (also called stratification) is one of the most prominent features of sedimentary rocks, which are usually made up of "piles" of layers of sediments deposited one on top of another. These layers are called strata or beds.

Every bed is characterized by its own lithology (composition), sedimentary structures, grain size and fossil content that make it unique and different from the bed that lie above and below it. Every layer represents an event, a moment in the geological time when chemical, biological, and physical conditions led to the deposition of a specific rock layer. An event in the sedimentary record could have lasted thousands of years (e.g., the slow settling of a clay layer on the seabed) to a few minutes (e.g., the fast deposition of a turbidite – turbidite : sediment flow along a submarine or sublake slope). In any case, the study of a sequence of strata means studying the sequence of events that have occurred in a sedimentary basin over geological time.

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 Lamines et lamination
Dans une séquence de roches sédimentaires, les stratifications représentent les alternances lithologiques de premier ordre, c’est-à-dire celle qui se produisent à l'échelle de plus d'un cm (centimètres à mètres). Lorsqu’il existe des alternances lithologiques plus subtiles et moins prononcées à l'intérieur des strates/bancs, par convention à une échelle inférieure au centimètre, ce sont les termes  laminations  et lamines qui sont employés. Les lamines sont les plus petites unités dans lesquelles une séquence sédimentaire peut être divisée.

Les lamines sont reconnaissables à la variation de la texture et/ou de la composition des sédiments en leur sein et entre elles. Par exemple, la taille des grains à l'intérieur d'une lamine peut augmenter ou diminuer progressivement, ou être différente dans les lamines adjacentes. D'autres lamines peuvent présenter des concentrations distinctes de minéraux sombres (plus lourds).

Les lamines sont importantes, car leur géométrie fournit des informations sur les processus (par exemple, les courants) qui étaient actifs pendant le dépôt des sédiments.

Des laminations planes peuvent par exemple être engendrées par les allées et venues des vagues dans les environnements de plages. L'arrivée d'une vague s'accompagne d'un apport sédimentaire qui se dépose lors de son retrait sous forme de lamination. Six à seize lamines peuvent être créées à chaque marée. Si les sédiments sont enrichis en minéraux denses et opaques, le dépôt résultant sera constitué de couches claires (quartzeuses) alternant avec des couches plus foncées, enrichies en minéraux denses.

 Laminae and lamination
In a sequence of sedimentary rocks, bedding represents the first-order lithological alternations that occurs at the scale of more than a cm (centimeters to meters). Where there are more subtle and less pronounced lithological alternations within the strata, by convention at a scale of less than a centimeter, the terms laminations and laminae (singular: lamina) are used. Laminae are the smaller units in which a sedimentary sequence can be divided.

Laminae are recognizable because of variation in sediment texture and/or composition within and between them. For example, the grain size within a lamina may increase or decrease upward, or be different in adjacent laminae. Other laminae may have distinctive concentrations of dark (heavy) minerals.

Laminae are important, because their geometry provides information on the processes (e.g. currents) that were active during the deposition of sediments.

For example, planar laminations can be generated by wash and backwash of waves in beach environments. Each wave arrival is followed by a sediment supply that is deposited during its retreat in the form of a lamination. Six to sixteen laminae can be created with each tide. If the sediments are enriched in dense, opaque minerals, the resulting deposit will consist of light (quartz) layers alternating with darker, dense mineral enriched layers.

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 Orientation d’un plan
L’orientation d’un plan (une stratification par exemple) s’exprime à l’aide de plusieurs valeurs : sa direction, c’est-à-dire l’azimut de l’horizontale du plan qui est l’angle entre le Nord géographique et la direction de cette horizontale ; son pendage (et sa direction) qui correspond à l’intensité de plongement qui est l’angle entre la ligne de plus grande pente et un plan horizontal. Ces valeurs sont obtenues par un clinomètre de géologue qui inclut une boussole.

Pour cette cache, vous n’aurez pas besoin de ce matériel, mais sachez néanmoins évaluer grossièrement l’intensité d’un pendage.

 Plane orientation
The orientation of a plane (a bedding for example) is expressed by several values: its strike, i.e. the azimuth of the horizontal line of the plane which is the angle between the geographical North and the direction of this horizontal line; its dip (and its direction) which corresponds to the intensity of plunge which is the angle between the line of greatest slope and a horizontal plane. These values are measured with a geologist's clinometer which includes a compass.

For this cache, you won't need this equipment, but you should be able to roughly evaluate the intensity of a dip.

Références – References

Le Paléozoïque de la presqu’île de Crozon, Massif Armoricain
Dictionnaire de Géologie - 8e éd. (Foucault)
A Dictionary of Geology and Earth Sciences (Oxford Quick Reference)
Last Glacial Maximum in Europe
Solifluxion et gélifluxion
Notice 309 Carte BGRM Douarnenez

 Aux coordonnées indiquées, dos à l’océan, faite face à la falaise comme sur la photo principale ci-dessous. Sous la zone A en flou, vous trouverez des restes d’une coulée périglaciaire sous la forme d'une nappe, résultat d’une solifluxion ou d’une gélifluxion. Déplacez vous ensuite légèrement afin d’être face à la coulée comme la photo secondaire. Au sein de cette nappe, vous observerez deux cavités comme indiquées en B. Afin de vous aider dans vos réponses, l’observation des zones C et D ne sera pas superflue.

 At the specified coordinates, with your back to the ocean, face the cliff as in the main picture below. Below the blurred zone A, you'll find the remains of a periglacial flow in the form of a sheet, the result of solifluction or gelifluction. Move slightly to face the flow, as shown in the secondary picture. Within this sheet, you'll see two cavities as shown in B. To help you with your answers, it's a good idea to look at areas C and D.

 Travail à effectuer :

1. Comment sont matérialisés les restes de cette coulée périglaciaire (composition, couleur, consistance, etc.) ?
2. En tenant compte de la lamination ainsi que des petits débris visibles au sein des deux cavités (B), proposez un mécanisme qui a abouti à cette coulée.
3. En observant l’environnement immédiat, qu’est ce qui permet d’affirmer que, lors de la dernière glaciation, le niveau de la mer était plus bas qu’il ne l’est actuellement ?
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. Nous vous contacterons en cas de problème.

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. How are the traces of this periglacial flow materialized (composition, color, consistency, etc.)?
2. Taking into account the lamination and small debris visible within the two cavities (B), please suggest a mechanism that led to this flow.
3. By observing the immediate environment, what evidence is there to confirm that, during the last ice age, sea levels were lower than they are today?
4. 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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It is strictly forbidden to pick up any mineral, rock, fossil, pebble, plant... all over the coast. Please respect this instruction.