La cascade pétrifiante de Saint Pierre-Livron EarthCache

La Earthcache / The Earthcache

Dans la Vallée de la Bonnette sur la commune de Caylus, au lieu dit Saint Pierre-Livron, se tient une curiosité géologique permettant de découvrir tout ce qu'un milieu de roches calcaires est capable de produire, que cela soit par chimie pure, donnant travertins et cascade pétrifiante, ou en lien étroit avec le vivant, générant des stromatolithes.

           ► Contexte géologique local

Le ruisseau ou prennent naissances ces phénomènes géologiques et bio-géologiques est un tout petit cours d'eau d'à peine un kilomètre de long dans sa partie aérienne, directement sorti de la grotte éponyme, dans le cirque de Notre-Dame-de-Livron.
Il sort à la limite entre calcaire du Jurassique moyen et marne du Jurassique inférieur.

Après un parcours à peu près plat de 500 m à la surface des marnes (surface sans doute "renforcée" par des dépôts travertino-stromatolithiques), le ruisseau tombe dans la fond de la vallée de la Bonnette par l'intermédiaire d'une cascade, à l'origine de la cascade pétrifiante.

           ►  La cascade pétrifiante

Cette cascade pétrifiante est formée de tuf, type de calcaire pulvérulent et friable.
Les eaux de cette cascade étant très chargées en carbonates, le tuf se dépose sur les mousses et les morceaux de bois sous la forme d'une croûte. La disparition de ces débris végétaux par fermentation donne, en partie, à la roche sa texture poreuse rappelant celle de l'éponge.

Ces eaux karstiques sont initialement des eaux de pluie. En traversant le sol, ces eaux se chargent du CO2 issu de la respiration de la "vie du sol" (racines, mycélium des champignons, bactéries).
Ces eaux très chargées en CO2 dissolvent le calcaire lors de la traversée des couches sous-jacentes.

CaCO3 + H2O + CO2 (dégagé dans l'atmosphère) <--> Ca(HCO3)2
c'est à dire
Carbonate de calcium (insoluble) + CO2 + H2O <--> Bicarbonate de calcium (en solution)

Quand ces eaux reviennent en surface au niveau d'une source, elles relâchent vers l'atmosphère un peu de CO2. Cette perte de CO2 est favorisée par une forte agitation, comme c'est le cas au niveau d'une cascade et elle déplace l'équilibre des carbonates "vers la gauche" (dans l'équation ci-dessus), et entraîne un re-précipitation du CaCO3.
Ces dépôts de calcaires suite au dégazage de CO2 sont souvent constitués de fines lamines de calcaire superposées appelés "travertins", ou encore "tufS".

Cette précipitation de CaCO3 finit par faire une série de murs qui barrent complètement le ruisseau. C'est le cas au pied de la cascade pétrifiante ou une barrière de travertins à créer un mini lac.

Le mur se rehausse d'année en année, par dépôts de lamines de calcaire sur le mur lui-même, et sur les débris végétaux qui s'y trouvent coincés.

La base de la masse de travertin indique le niveau "normal" du mini-lac dans lequel tombe la cascade. La masse de travertin se développe bien en épaisseur, mais pas vers le bas, dans l'eau du lac, beaucoup moins agitée que celle de la cascade et protégée de la lumière par la masse calcaire sus-jacente.

In the Bonnette Valley on the town of Caylus, the place called Saint Pierre-Livron, stands a geological curiosity to discover all that a middle limestone is capable of producing, either by pure chemistry, giving travertine and petrifying waterfall, or in close contact with the living, generating stromatolites.

           ► Local geological context

The stream or taking birth these geological phenomena and bio-geological is a very small current of water barely a kilometer long in its aerial part, directly out of the eponymous cave in the circus of Notre-Dame-de- Livron.
It pulls at the boundary between limestone of the Middle Jurassic and Lower Jurassic marl.

After running about flat 500 m on the surface of marl (area probably "enhanced" by travertine-stromal deposits), the stream falls into the bottom of the Bonnette Valley through a waterfall , causing the petrifying waterfall.

           ►  The petrifying waterfall

This petrifying waterfall is formed of tuff type of powdery, crumbly limestone.
The waters of this waterfall is very loaded carbonates, tuff settles on mosses and pieces of wood as a crust. The disappearance of these plant debris by fermentation gives, in part, to rock its porous texture reminiscent of the sponge.

These karst water are initially rainwater. Crossing the floor, the water load of CO2 from breathing "life ground" (roots, mycelium of fungi, bacteria).
These highly charged waters CO2 dissolves the limestone during the crossing of the underlying layers.

CaCO3 + H2O + CO2 <-> Ca (HCO 3) 2 (or Ca2+ + 2HCO3-)
calcium carbonate (insoluble) + CO2 + H2O <-> calcium bicarbonate (in solution)

When these waters back surface at a source, they release to the atmosphere a little CO2. This loss of CO2 is favored by vigorous stirring, as is the case at a waterfall and it shifts the balance of carbonates "left" (in the above equation), and results in a re -précipitation CaCO3.

These deposits of limestone due to CO2 degassing often consist of thin laminae stacked limestone called "tufa" or "tuff".

This precipitation of CaCO3 ends up making a series of walls that block completely the stream. This is the case in front of the petrifying waterfall or a travertine barrier to create a mini lake.

The wall is enhanced each year by laminated limestone deposits on the wall itself, and on plant debris that are stuck there.

The base of the travertine mass indicates the "normal" level of the mini-lake which falls cascade. Travertine mass grows well in thickness but not down in the lake water, much less hectic than that of the waterfall and protected from light by the overlying limestone mass.

Les Questions / The Questions

Questions pour valider :"La cascade pétrifiante de Saint Pierre-Livron"
Questions to validate: "The petrifying waterfall of Saint Pierre-Livron"