Introduction
Avec cette Earthcache, après avoir décrit rapidement l’importance de la géologie pour le débarquement du 6 juin 1944, nous allons nous intéresser au sable si particulier de la plage d’Omaha Beach.
Rôle des géologues pour le débarquement
Lors de la planification du Jour J de le Seconde Guerre Mondiale, la géologie a joué un rôle primordial pour le débarquement. Des photographies aériennes des côtes normandes et des échantillons prélevés sur place par des plongeurs Britanniques ont été étudiées pour trouver des sites de débarquement appropriés pour l'invasion.
Des cartes top secrètes de la côte et des plages ont ainsi été éditées. Elles montraient les différents sédiments déposés par les vagues et les courants marins. Ci-après un exemple de carte de Omaha Beach, la plus grande des zones d'attaque du jour J.
Entre Le Havre et Cherbourg, grâce à ces travaux, les géologues ont trouvé des plages avec juste ce qu'il faut de sédiments : les cinq zones de débarquement (Gold, Juno, Sword, Utah et Omaha).
Dans le sable à grain fin et la boue, les équipements lourds et les soldats peuvent s'enliser, ce qui en fait une cible facile pour l'artillerie allemande. Le sable à gros grains peut lui limiter la manœuvrabilité des chars, nécessaire pour surmonter les défenses du littoral. Il fallait donc un sable à grain moyen.
Dans les 5 plages sélectionnées, le sable à grain moyen reflète ici les affleurements rocheux des roches métamorphiques du Paléozoïque et des roches sédimentaires du Permien-Trias que l'on trouve plus à l'intérieur des terres.
Le sable est principalement composé de grains de quartz et de feldspath, transportés par les rivières et les courants marins (cf la carte ci-dessus), et de fragments de calcaire et de coquillages, résultant de l'érosion des falaises du bord de mer.
Le sable d’Omaha Beach
En 1988, soit environ quarante ans après le débarquement du Jour J, les géologues Earle F. Mc Bride et M. Dane Picard ont recueilli du sable sur la plage d'Omaha Beach.
En étudiant le sable au début, ils n'ont rien trouvé d'inhabituel : le sable reflète les affleurements rocheux que l'on trouve dans le bassin versant des rivières et le long de la côte. Il est composé principalement de grains de quartz (78%), de feldspath (9%), de calcaire et de coquilles fragmentées.
Cependant, les géologues ont également trouvé des grains magnétiques (de couleur sombre sur la photo ci-dessous) et des petites sphères d’origine inconnue. Ils ont rapidement réalisé qu'il s'agissait de particules sédimentaires générées par les batailles du Jour J et ont ainsi créé la notion de sable de guerre (sable qui résulte des opérations de guerre).
En observant les échantillons au microscope, ils ont étudié l’ensemble des grains de sable qui sont selon eux constitués jusqu’à 4% d’éléments exogènes générés pendant la guerre :
- Le sable
- Les grains magnétiques
- Les perles de fer
- Les perles de verre
Les grains magnétiques
Les fragments d'acier de la taille des grains de sable sont probablement des minuscules restes d’éclats d'obus métalliques et de munitions.
Les échantillons ont révélé que les grains déchiquetés avaient un éclat métallique et un revêtement de couleur rouille. Les grains anguleux se sont révélés être magnétiques.
La taille de ces grains varie de très fine à grossière (0,06 à 1,0 mm). Ils présentent une remarquable variété de formes et de degrés de rotondité. Et, tous les grains, même les plus pointus, ont subi un certain degré d'érosion.
Les perles de fer
Les sphérules de fer sont des éclats d’obus fondus par la chaleur des explosions. En effet, bien que le point de fusion du fer pur soit de 1538°C (2800° F), le fer et le carbone forment un système eutectique qui permet de faire fondre le mélange en dessous de 1200°C (2192° F) ; la chaleur typique de l’explosion d’une bombe étant autour de 1300/1400°C.
Leur taille varie de 0,1 à 0,3 mm de diamètre. La plupart d'entre elles présente un lustre brillant sur leur surface extérieure et sont pratiquement exemptes de produits de corrosion.
Les perles de verre
Les sphérules de verre sont du sable de quartz fondu par la chaleur des explosions. Elles sont composées de verre transparent avec un peu de sodium et de calcium, mais elles présentent divers degrés de nébulosité, selon l'abondance des inclusions de bulles.
Le quartz fond à 1710°C (~3110° F), mais la silice en présence de sodium et de calcium peut fondre vers 1400-1600°C (~2550-2900° F) ; ce qui là-encore est compatible avec la température d’une explosion d’obus.
Elles sont de taille remarquablement uniforme, entre 0,5 et 0,6 mm de diamètre.
Les géologues pensent que les minuscules particules métalliques et les sphères de verre survivront des siècles ou un millier d’années avant de disparaître, érodés par les vagues et les marées. Peut-être même que certains feront partie du dossier géologique - les roches comme témoignages silencieux de la guerre humaine...
Les sources bibliographiques
- https://www.forbes.com/sites/davidbressan/2019/06/06/geology-as-a-factor-in-the-battle-of-normandy/?sh=62ce937b7df3#3d251bd97df3
- https://www.nationalgeographic.co.uk/culture-history/2019/06/top-secret-maps-reveal-massive-allied-effort-behind-d-day
- https://scitechdaily.com/microscopic-images-of-the-sands-of-normandy-show-presence-of-war-sand/
- https://www.sepm.org/files/93article.c8lvz4iflf4aw1nw.pdf
Pour valider la Earthcache
ATTENTION, les éléments à découvrir sur cette Earthcache se trouvent sur une zone protégée et fragile. Respectez-la !
Vous pouvez accéder à cette Earthcache à marée basse.
Outils nécessaires pour les questions de terrain : une loupe, une boite d’échantillon pour récolter environ 1 cm3 de sable, un aimant, un peu d’observation et de patiente.
Loguez cette cache "Found it" et envoyez-moi vos propositions de réponses, soit via mon profil, soit via la messagerie geocaching.com (Message Center), et je vous contacterai en cas de problème. Les logs enregistrés sans réponses seront supprimés.
Rappel concernant les Earthcaches : Il n'y a pas de conteneur à rechercher ni de logbook à renseigner. Il suffit de se rendre sur les lieux, de répondre aux questions et de me renvoyer les réponses.
Etape 0 : ajouter à votre log une photo de vous, de votre GPS ou de votre pseudo sur la plage. Cette photo permettra de valider le « Found it » en cas de mauvaise réponse aux questions suivantes. Les photos donnant les réponses aux questions seront supprimées.
Question 1 : Expliquez pourquoi les éléments géologiques d’Omaha Beach étaient adaptés au débarquement ?
Question 2 : qu’est-ce qu’un sable de guerre ? Donner la composition de celui d’Omaha Beach en 1988.
Allez au WP N 49° 22.775 W 000° 54.160 pour récolter un échantillon de sable de la plage d’Omaha Beach. Environ 1 cm3 suffit largement. Une fois rentré chez vous, il faudra l’analyser avec une loupe pour répondre aux questions suivantes.
Question 3 : Chercher des éclats d’obus dans votre échantillon. Combien en avez-vous récolté ? Passez un aimant sur vos grains de sable. Que se passe t’il et pourquoi ?
Question 4 : Combien avez-vous trouvé de perles de verre dans votre échantillon. Dans celui de 1988, il y en avait environ 10. Comparez avec votre chiffre et expliquez la différence s’il y en a une.
Introduction
With this Earthcache, after having quickly described the importance of geology for the landing of June 6, 1944, we are going to be interested in the so particular sand of Omaha Beach.
Role of geologists for the landing
During the planning of D-Day of World War II, geology played a major role in the landing. Aerial photographs of the Normandy coast and samples taken on site by British divers were studied to find suitable landing sites for the invasion.
Top secret maps of the coast and beaches have been published. They showed the different sediments deposited by waves and sea currents. In the French version of the text, an example of a map of Omaha Beach, the largest of the D-Day attack zones.
Between Le Havre and Cherbourg, thanks to this work, geologists found beaches with just the right amount of sediment: the five landing zones (Gold, Juno, Sword, Utah and Omaha).
In fine sand and mud, heavy equipment and soldiers can get stuck, making it an easy target for German artillery. Coarse-grained sand can limit tank maneuverability, necessary to overcome coastal defenses. Medium-grained sand was therefore needed.
In the 5 selected beaches, the medium-grained sand here reflects the rocky outcrops of Paleozoic metamorphic rocks and Permian-Triassic sedimentary rocks found further inland.
The sand is mainly composed of grains of quartz and feldspar, transported by rivers and sea currents (see map above), and fragments of limestone and shells, resulting from the erosion of seaside cliffs.
The sand of Omaha Beach
In 1988, about forty years after the D-Day landings, geologists Earle F. Mc Bride and M. Dane Picard collected sand on Omaha Beach.
When they first studied the sand, they found nothing unusual: the sand reflects the rocky outcrops found in the river watershed and along the coast. It is composed mainly of quartz grains (78%), feldspar (9%), limestone and fragmented shells.
However, geologists have also found magnetic grains (dark-colored in the picture below) and small spheres of unknown origin. They quickly realized that these were sedimentary particles generated by the D-Day battles and thus created the notion of war sand (sand that results from war operations).
By observing the samples under the microscope, they studied all the grains of sand which are according to them constituted up to 4% of exogenous elements generated during the war:
- The sand
- Magnetic grains
- Iron beads
- Glass beads
The magnetic grains
Steel fragments the size of sand grains are probably tiny remnants of shrapnel from metal shells and ammunition.
Samples revealed that the shredded grains had a metallic sheen and a rust-colored coating. The angular grains were found to be magnetic.
The size of these grains ranged from very fine to coarse (0.06 to 1.0 mm). They had a remarkable variety of shapes and degrees of roundness. And, all the grains, even the sharpest ones, have undergone some degree of erosion.
The iron beads
The iron beads are shrapnel melted by the heat of the explosions. Indeed, although the melting point of pure iron is 1538°C (2800° F), iron and carbon form a eutectic system that allows the mixture to melt below 1200°C (2192° F); the typical heat of a bomb explosion being around 1300/1400°C.
Their size varies from 0.1 to 0.3 mm in diameter. Most of them have a brilliant sheen on their outer surface and are practically free of corrosion products.
The glass beads
Glass beads are quartz sand melted by the heat of explosions. They are composed of transparent glass with some sodium and calcium, but they have varying degrees of cloudiness, depending on the abundance of bubble inclusions.
Quartz melts at 1710°C (~3110° F), but silica in the presence of sodium and calcium can melt around 1400-1600°C (~2550-2900° F); this is compatible with the temperature of a shell explosion.
They are remarkably uniform in size, between 0.5 and 0.6 mm in diameter.
Geologists believe that the tiny metal particles and glass spheres will survive for centuries or a thousand years before disappearing, eroded by waves and tides. Perhaps some will even become part of the geological record - rocks as silent witnesses to human warfare?
Bibliographical sources
- https://www.forbes.com/sites/davidbressan/2019/06/06/geology-as-a-factor-in-the-battle-of-normandy/?sh=62ce937b7df3#3d251bd97df3
- https://www.nationalgeographic.co.uk/culture-history/2019/06/top-secret-maps-reveal-massive-allied-effort-behind-d-day
- https://scitechdaily.com/microscopic-images-of-the-sands-of-normandy-show-presence-of-war-sand/
- https://www.sepm.org/files/93article.c8lvz4iflf4aw1nw.pdf
To validate the Earthcache
WARNING, the elements to be discovered on this Earthcache are on a protected and fragile area. Respect it! You can access this Earthcache at low tide.
Necessary tools for field questions: a magnifying glass, a sample box to collect about 1 cm3 of sand, a magnet, some observation and patience.
Log in this "Found it" cache and send me your proposed answers, either via my profile or via geocaching.com (Message Center), and I will contact you in case of problem. Logs recorded without answers will be deleted.
Reminder about Earthcaches: There is no container to search or logbook to fill in. Just go to the site, answer the questions and send me the answers.
Step 0: add to your log a photo of you, your GPS or your nickname on the beach. This photo will validate the "Found it" in case of wrong answer to the following questions. The photos giving the answers to the questions will be deleted.
Question 1: Explain why the geological features of Omaha Beach were suitable for landing?
Question 2: What is war sand? Give the composition of the Omaha Beach sand in 1988.
Go to WP N 49° 22.775 W 000° 54.160 to collect a sand sample from Omaha Beach. About 1 cm3 is more than enough. When you get home, you will need to analyze it with a magnifying glass to answer the following questions.
Question 3: Look for shrapnel in your sample. How many did you collect? Run a magnet over your grains of sand. What is happening and why?
Question 4: How many glass beads did you find in your sample? In the 1988 sample, there were about 10. Compare with your number and explain the difference if there is one.