🔥 Cap blanc nez, Silex, Pyrite et Marcasite. 🔥 EarthCache

🔥 Cap blanc nez, Silex, Pyrite et Marcasite. 🔥

Avec cette earthcache, vous découvrirez le silex, la pyrite, la marcasite et comment nos ancêtres de la préhistoire ont réussi à maîtriser le feu à partir de ces cailloux.

🇫🇷 Français 🇫🇷

Surtout, ne jouez pas avec le feu ! Lors de votre visite, je vous invite à consulter les mises en garde sur le site du cap blanc nez et de respecter les consignes de sécurité en vigueur.

Veuillez noter également que l'accès au site dépend de la marée, prévoyez de vous y rendre à marée descendante.

🔥 Garder le cap ! 🔥

Le Crétacé : Durant le Crétacé (de -145,5 à -65,5 Millions d’années), le supercontinent Pangée finit de se scinder pour former les continents actuels, bien que leurs positions soient encore différentes de ce qu'elles sont de nos jours. Aussi, à l’époque du Crétacé supérieur, l'Europe se limite à un chapelet d'îles peuplées de dinosaures nains. L'Europe occidentale est en grande partie recouverte d’une mer peu profonde sous un climat tropical. Dans cette mer batifolent nombre de créatures étranges comme les Ammonites, terrifiantes comme les Plésiosaures et les Mosasaures ou plus communes comme les raies, les requins, les poissons, les étoiles de mer et les oursins. L’activité au niveau des dorsales océaniques enrichit les océans en calcium, permettant aux coccolithophoridés de s’approvisionner en cet élément. Les coccolithophores sont des algues unicellulaires qui mesurent de 2 à 50 microns qui ont pour particularité de sécréter des écailles calciques. Après leur mort, les coccolithophores sédimentent au fond de la mer et vont constituer l'essentiel des énormes couches de craie qui caractérisent la période géologique du Crétacé

Le Cap Blanc-Nez :

Situées à Escalles dans le Pas-de-Calais, les falaises du Cap Blanc-Nez s'élèvent jusqu'à 134 m de haut au-dessus d'un estran rocheux. Elles exposent plusieurs variétés de craies, en couches superposées et affectées par un léger pendage vers le nord-est. Ces craies représentent les étages géologiques Cénomanien et Turonien. Elles reposent sur les argiles sombres de l'étage Albien visibles sur l'estran et à la base du Petit Blanc-Nez. Entre ce dernier et un peu au-delà du Cran d'Escalles, affleure surtout la "craie bleue" datant du Cénomanien inférieur au Cénomanien moyen qui est constituée de nombreuses alternances craie-marne de teinte bleutée par la présence de pyrite diffuse. Quant au Grand Blanc-Nez, il est formé successivement par des craies grises, blanches, noduleuses, marno-crayeuses puis à silex vers le sommet datant du Cénomanien moyen au Turonien supérieur.
L'origine de la sédimentation cyclique dans les sédiments pélagiques carbonatés est reliée aux variations climatiques globales. Elles commandent les variations de l'intensité de l'insolation, celles-ci ayant une influence directe sur la production d'algues-coccolithes et donc sur la quantité de dépôt crayeux (plus d'insolation = plus de craie ; moins d'insolation = plus de marne ou plus de silex).

🔥 Le Silex 🔥

Le silex est une roche très dure d’origine sédimentaire, composée de silice (SiO2) qui apparaît dans des roches calcaires, en particulier de la craie. Nous retrouvons le silex en fines couches ou en rangées de nodules dispersés. Les silex sont de forme irrégulière le plus souvent en rognons ou en tubercules.

Un silex est généralement composé de deux parties : un cœur dur constitué de calcédonite compacte sombre, gris ou noir, et un cortex constitué de calcédonite microporeuse blanche. Il arrive que le silex ait, en son centre, une cavité tapissée de quartz.

La formation du silex est un phénomène complexe. Il est généralement admis que cette roche se forme à partir d'eau de mer ou de lac saturée en silice hydratée, l'opale qui, par épigenèse, évolue chimiquement en calcédonite microporeuse, puis en calcédonite compacte et en quartz. La croissance du silex se fait de manière centrifuge, c’est la partie externe qui est la moins évoluée et la partie interne qui est la plus évoluée.

L'abondance de silice dans les océans du Crétacé s’explique par le climat tropical et le développement sur les continents de sols rouges latéritiques qui retiennent l’aluminium et le fer et libèrent le silicium, contrairement à ce qui se passe aujourd’hui où prédominent les sols gris qui retiennent l’aluminium et le silicium et libèrent le fer.

La silice précipite sur le lit des océans. Les molécules de carbonate de calcium sont remplacées une à une par des molécules de silice, sans changer la structure originelle de la roche. Ainsi le silex croît aux dépens du calcaire. Le phénomène de formation d'un nodule de silex s'arrête lorsque les dépôts de calcaire l'ensevelissent et le privent de l'apport en silice dissoute dans l'eau. Certains objets ou organismes ont également pu contribuer à enclencher la cristallisation de certains silex, par exemple des fossiles d'éponge ou d'oursin.

La rythmicité de l’alternance craie/silex semble venir de variations de cycles astronomiques qui ont engendré des changements climatiques à intervalles réguliers. Ces variations de climat auraient influencé la température et la chimie des océans, favorisant alternativement le plancton à l’origine de la craie et du silex.

🔥 La pyrite et la marcasite. 🔥

La pyrite et la marcasite sont deux minéraux de même composition chimique le disulfure de fer (FeS2), mais ils possèdent des structures cristallines différentes. Connus sous le nom de polymorphes, ces différentes structures cristallines peuvent entraîner des propriétés physiques très différentes. Le cas le plus célèbre d'une paire polymorphe est diamant et graphite. Tous deux entièrement composés de carbone pur, la structure cristalline du diamant raye le verre, tandis que la structure cristalline du graphite est très friable. Pour la pyrite et la marcasite, la différence n’est pas aussi marquée et il est facile de les confondre.

La pyrite a une structure cristalline cubique, un éclat métallique et une couleur jaune-or qui lui a valu le surnom "d'or des fous".

La marcassite a une structure cristalline orthorhombique et a tendance à être de couleur plus claire. Elle est parfois appelée "pyrite de fer blanche".

Au Cap Blanc Nez, nous trouvons principalement de la pyrite, elle se présente sous différentes formes, entre l’amas de cristaux ou en nodules fibroradiés. Si vous avez de la chance, vous pourrez trouver des cristaux de marcasite groupés en macle de cristaux aplatis appelés “sperkise” ("pierre en épée" en allemand). Étrangement, les deux systèmes peuvent cohabiter sur un même amas de cristaux.

Les nodules de pyrite se forment dans la boue crayeuse en milieu anaérobie contenant du sulfate (SO4)2- et des ions ferriques Fe3+. Dans ce milieu vivent des bactéries et des archées qui « respirent » du sulfate plutôt que de l’oxygène moléculaire (O2). Ces micro-organismes sont dits sulfato-réducteurs et transforment le sulfate en ion sulfure (S2-). Les ions ferriques se réduisent de leur côté en ion ferreux Fe2+. Reste aux ions ferreux et aux ions sulfure à se combiner entre eux pour former de la pyrite (FeS2).

Sorties de leur gangue protectrice de craie, la pyrite et la marcasite sont fragiles, s'oxydent au contact de l’oxygène et se dégradent.

🔥 Allumer le feu ! 🔥

Il suffira d'une étincelle, d'un rien, d'un geste. Il suffira d'une étincelle et d'un mot d'amour pour … Contrairement à l’idée reçue, le choc de deux silex ne produira jamais une étincelle permettant d’allumer quoi que ce soit. L'étincelle qui se forme dans le choc d'un silex contre un silex résulte d'une simple triboluminescence. Elle ne s'accompagne d'aucune réaction chimique et c'est donc une étincelle froide qui reste de surcroît localisée à l'endroit du choc. En revanche, il faut que le silex percute de la pyrite ou de la marcasite. Les éclats de sulfure de fer issus de la pyrite ou de la marcasite, échauffés par le choc, brûlent dans l'air en dégageant de la chaleur, ce qui produit une étincelle chaude susceptible de se déposer sur une matière inflammable placée à proximité. Il faut ensuite trouver une matière facilement inflammable, comme l’amadou, extrait d’un champignon, l’amadouiller. Des braises doivent se former sur l’amadou. Il faut ensuite rajouter dessus un matériau sec, comme de la paille, ou des aiguilles de pin. Enfin, il faut souffler dessus pour enflammer le matériau sec.

⛱ Quelques définitions ! ⛱

Pélagique (grec pelagos, mer) : Se dit des roches sédimentaires qui se sont formées au fond de la mer.

L'épigenèse : En géologie, cela désigne le phénomène qui permet le changement de nature chimique des minéraux.

La latérite (latin later, brique) : C’est une roche rouge ou brune, qui se forme par altération des roches sous les climats tropicaux.

Triboluminescence : Emission de lumière par certains cristaux lorsqu'on les brise, et qui est due à la décharge disruptive dans l'air causée par la séparation des charges électriques sur les deux fragments

Système orthorhombique : Système dont la maille élémentaire est un prisme droit à base rectangle, le prisme orthorhombique. Les trois axes sont de longueurs différentes mais les trois angles sont égaux à 90 degrés. L'élément caractéristique du système est un axe de symétrie d'ordre 2.

Système cubique : Système cristallin dans lequel la maille élémentaire du réseau est un cube. Les trois axes cristallographiques (a, b, c) sont de longueur égale et les angles qu'ils forment sont tous égaux à 90 degrés. Les éléments de symétrie caractéristiques sont les axes ternaires, toujours au nombre de 4. .

Anaérobie : L’anaérobie est un adjectif relatif à une activité biologique qui demande peu ou pas d'oxygène.

🔥 Rappel concernant les Earthcaches : 🔥

Il n'y a pas de conteneur à rechercher ni de logbook à signer. Après avoir été sur les lieux pour chercher les réponses aux questions, loguez cette cache "Found it" et envoyez-moi vos propositions de réponses, en précisant le code GC de la cache, soit via mon profil, soit via la messagerie geocaching.com (Message Center), et je vous contacterai en cas de problème.

🔥 Questions : 🔥

Important :
Lors de votre visite, je vous invite à consulter les mises en garde sur le site du cap blanc nez et de respecter les consignes de sécurité en vigueur.
Veuillez noter également que l'accès au site dépend de la marée, prévoyez de vous y rendre à marée descendante.

Aux coordonnées, vous pourrez descendre sur la plage et vous balader le long des falaises. A leurs pieds, et selon les endroits vous pourrez trouver des galets de silex ou des nodules de pyrite.

1. A quelles période géologique et quels étages les couches de craies du cap blanc nez correspondent elles ?
2. Quelles sont les deux parties principales du silex ? Ces deux parties ont-elles la même formule chimique ? Comment expliquer la différence d’aspect ?
3. Quelle est la différence entre la pyrite et la marcasite ? Ces deux minéraux ont-ils la même formule chimique ? Quel nom donne t’on à ce type de paire de minéraux ?
4. Prenez deux silex et percutez-les ensemble. Pouvez-vous observer des étincelles ? Décrivez ces étincelles (couleur, portée).
5. Prenez un silex et un nodule de pyrite que vous aurez préalablement cassé en deux et percutez à plusieurs reprises la pyrite avec le silex. Pouvez-vous observer des étincelles ? Décrivez ces étincelles (couleur, portée).
6. A l’aide de vos observations sur les étincelles et du descriptif, avec quelle méthode pensez-vous réussir à faire du feu ? Pourquoi ?
7. Vous pouvez, si vous le souhaitez, joindre une photo de vos trouvailles à votre log. (optionnel)

🇬🇧 English 🇬🇧

Above all, do not play with fire! During your visit, I invite you to consult the warnings on the Cap Blanc Nez site and to respect the safety instructions in force.

Please also note that access to the site depends on the tide, plan to go there at ebb tide.

🔥 Context 🔥

The Cretaceous: During the Cretaceous (from -145.5 to -65.5 million years ago), the supercontinent Pangea finished splitting to form the current continents, although their positions were still different from what they are today. Also, at the time of the Upper Cretaceous, Europe was limited to a string of islands populated by dwarf dinosaurs. Western Europe is largely covered by shallow seas in a tropical climate. In this sea frolic many strange creatures like Ammonites, terrifying like Plesiosaurs and Mosasaurs or more common like rays, sharks, fish, starfish and sea urchins. Activity at ocean ridges enriches the oceans with calcium, allowing coccolithophorids to stock up on this element. The coccolithophores are unicellular algae which measure from 2 to 50 microns which have the particularity of secreting calcium scales. After their death, the coccolithophores sediment at the bottom of the sea and will constitute the main part of the enormous layers of chalk which characterize the geological period of the Cretaceous.

Cap Blanc-Nez :

Located in Escalles in the Pas-de-Calais, the cliffs of Cap Blanc-Nez rise up to 134 m high above a rocky foreshore. They expose several varieties of chalks, in superimposed layers and affected by a slight dip towards the northeast. These chalks represent the Cenomanian and Turonian geological stages. They rest on the dark clays of the Albian stage visible on the foreshore and at the base of the Petit Blanc-Nez. Between the latter and a little beyond the Cran d'Escalles, above all outcrops the "blue chalk" dating from the Lower Cenomanian to the Middle Cenomanian, which is made up of numerous chalk-marl alternations of a bluish tint due to the presence of diffuse pyrite. As for the Grand Blanc-Nez, it is formed successively by gray, white, nodular, marly-chalky chalks then with flint towards the top dating from the Middle Cenomanian to the Upper Turonian.
The origin of cyclic sedimentation in pelagic carbonate sediments is related to global climatic variations. They control the variations in the intensity of the insolation, these having a direct influence on the production of algae-coccoliths and therefore on the quantity of chalky deposit (more insolation = more chalk; less insolation = more marl or more flint).

🔥 Flint 🔥

Flint is a very hard rock of sedimentary origin, composed of silica (SiO2) which appears in limestone rocks, in particular chalk. We find the flint in thin layers or in rows of scattered nodules. The flints are of irregular shape most often in kidneys or tubers.

A flint is generally composed of two parts: a hard core made up of dark, gray or black compact chalcedonite, and a cortex made up of white microporous chalcedonite. It happens that the flint has, in its center, a cavity lined with quartz.

The formation of flint is a complex phenomenon. It is generally accepted that this rock is formed from sea or lake water saturated with hydrated silica, the opal which, by epigenesis, evolves chemically into microporous chalcedonite, then into compact chalcedonite and quartz. The growth of the flint is done in a centrifugal way, it is the external part which is the least evolved and the internal part which is the most evolved.

The abundance of silica in the oceans of the Cretaceous is explained by the tropical climate and the development on the continents of lateritic red soils which retain aluminum and iron and release silicon, contrary to what happens today where predominate gray soils which retain aluminum and silicon and release iron.

Silica precipitates on the ocean bed. Calcium carbonate molecules are replaced one by one by silica molecules, without changing the original structure of the rock. Thus flint grows at the expense of limestone. The phenomenon of formation of a flint nodule stops when the limestone deposits bury it and deprive it of the supply of silica dissolved in the water. Certain objects or organisms may also have contributed to triggering the crystallization of certain flints, for example sponge or sea urchin fossils.

The rhythmicity of the chalk/flint alternation seems to come from variations in astronomical cycles which have generated climatic changes at regular intervals. These climate variations would have influenced the temperature and the chemistry of the oceans, alternately favoring the plankton at the origin of the chalk and the flint.

🔥 La pyrite et la marcasite. 🔥

Pyrite and marcasite are two minerals with the same chemical composition iron disulfide (FeS2), but they have different crystal structures. Known as polymorphs, these different crystal structures can result in very different physical properties. The most famous case of a polymorphic pair is diamond and graphite. Both made entirely of pure carbon, the crystal structure of diamond scratches glass, while the crystal structure of graphite is very brittle. For pyrite and marcasite, the difference is not so marked and it is easy to confuse them.

Pyrite has a cubic crystal structure, a metallic luster, and a yellow-gold color that has earned it the nickname "fool's gold."

Marcasite has an orthorhombic crystal structure and tends to be lighter in color. It is sometimes called "white iron pyrite".

At Cap Blanc Nez, we mainly find pyrite, it comes in different forms, between the cluster of crystals or in fibroradiated nodules. If you are lucky, you can find marcasite crystals grouped in a twin of flattened crystals called “sperkise” (“sword stone” in German). Strangely, the two systems can coexist on the same cluster of crystals.

Pyrite nodules form in chalky mud in an anaerobic environment containing sulphate (SO4)2- and ferric Fe3+ ions. In this environment live bacteria and archaea that "breathe" sulfate rather than molecular oxygen (O2). These micro-organisms are said to be sulphate-reducing and transform sulphate into sulphide ion (S2-). The ferric ions are reduced on their side to the ferrous ion Fe2+. It remains for the ferrous ions and the sulphide ions to combine with each other to form pyrite (FeS2).

Released from their protective chalk matrix, pyrite and marcasite are fragile, oxidize on contact with oxygen and degrade.

🔥 Light the fire ! 🔥

... Come on, baby, light my fire, Come on, baby, light my fire, Try to set the night on fire ... Contrary to popular belief, the clash of two flints will never produce a spark to light anything. The spark which is formed in the collision of a flint against a flint results from a simple triboluminescence. It is not accompanied by any chemical reaction and it is therefore a cold spark which, moreover, remains localized at the place of impact. On the other hand, the flint must strike pyrite or marcasite. The shards of iron sulphide resulting from pyrite or marcasite, heated by the shock, burn in the air while releasing heat, which produces a hot spark likely to be deposited on an inflammable material placed nearby. It is then necessary to find an easily flammable material, such as tinder, extracted from a mushroom, to coax it. Embers should form on the tinder. Then you have to add a dry material, such as straw, or pine needles. Finally, blow on it to ignite the dry material.

🔥 Some definitions ! 🔥

Pelagic (Greek pelagos, sea): Refers to sedimentary rocks that have formed at the bottom of the sea.

Epigenesis: In geology, this refers to the phenomenon that allows the chemical nature of minerals to change.

Latérite (Latin later, brick): It is a red or brown rock, which is formed by the weathering of rocks in tropical climates.

Triboluminescence: Emission of light by certain crystals when they are broken, and which is due to the disruptive discharge in the air caused by the separation of the electrical charges on the two fragments

Orthorhombic system: System whose unit cell is a right prism with a rectangular base, the orthorhombic prism. The three axes are of different lengths but the three angles are equal to 90 degrees. The characteristic element of the system is an axis of symmetry of order 2.

Cubic system: Crystal system in which the unit cell of the lattice is a cube. The three crystallographic axes (a, b, c) are of equal length and the angles they form are all equal to 90 degrees. The characteristic elements of symmetry are the ternary axes, always 4 in number. .

Anaerobic: Anaerobic is an adjective relating to biological activity that requires little or no oxygen.

🔥 Logging Requirements : 🔥

There is no container to find or a logbook to sign. After having been on the spot to look for the answers to the questions, log this "Found it" cache and send me your suggested answers, specifying the GC code of the cache, either via my profile or via geocaching.com messaging (Message Center), and I will contact you if there is any problem.

🔥 Questions : 🔥

Important :
During your visit, I invite you to consult the warnings on the Cap Blanc Nez site and to respect the safety instructions in force.

Please also note that access to the site depends on the tide, plan to go there at ebb tide.

At the coordinates, you can go down to the beach and walk along the cliffs. At their feet, and depending on the location, you can find pebbles of flint or nodules of pyrite.

1. To which geological period and which levels do the chalk layers of Cap Blanc Nez correspond ?
2. What are the two main parts of flint? Do these two parts have the same chemical formula? How to explain the difference in appearance?
3. What is the difference between pyrite and marcasite? Do these two minerals have the same chemical formula? What name do we give to this type of pair of minerals?
4. Take two flints and smash them together. Can you observe sparks? Describe these sparks (color, range).
5. Take a flint and a nodule of pyrite that you have previously broken in two and hit the pyrite several times with the flint. Can you observe sparks? Describe these sparks (color, range).
6. Using your observations on the sparks and the description, with which method do you think you will succeed in making a fire? For what ?
7. You can, if you wish, attach a photo of your finds to your log. (optional)

🔥 Map 🔥