Veryac'h
Le fabuleux destin des hydrocarbures - The amazing fate of hydrocarbons
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
Veryac'h
La coupe du Veryac’h est une référence mondiale pour l’Ordovicien (-488 à -443 Ma) et la base du Silurien (-428 à -419 Ma). Cette coupe permet d’observer presque en continu une succession de plusieurs formations géologiques, de l’Arenig (Ordovicien inférieur) au Ludlow (Silurien supérieur), soit plus de 50 millions d’années d’archives sédimentaires marines et paléontologiques.
En complément des 7 caches existantes, nous vous proposons de découvrir quelques curiosités géologiques visibles sur ce trait de côte.
Au travers de cette 3ème cache, vous pourrez découvrir une altération d'hydrocarbures sur un rocher.
The Veryac'h cross-section is a world reference for the Ordovician (-488 to -443 Ma) and the base of the Silurian (-428 to -419 Ma). This cross-section allows to observe continuously the stacking of several geological formations, from the Arenig (Lower Ordovician) to the Ludlow (Upper Silurian), that is to say more than 50 million years of marine sedimentary and paleontological archives.
In addition to the 7 existing caches, we propose to discover some geological curiosities visible on this coastline.
Through this 3rd cache, you can discover a hydrocarbon weathering on a rock..
Quelques concepts - Few concepts
Le pétrole
Le pétrole est un combustible fossile dont la formation date d’environ 20 à 350 millions d’années. Aussi appelé « huile » ou « pétrole brut », il provient de la décomposition d’organismes marins (principalement de plancton) accumulés dans des bassins sédimentaires, au fond des océans, des lacs et des deltas.
La transformation de la matière organique en pétrole s’échelonne sur des dizaines de millions d’années, en passant par une substance intermédiaire appelée kérogène. Le pétrole produit peut ensuite se trouver piégé dans des formations géologiques particulières, appelées « roches-réservoirs » constituant les gisements pétrolifères « conventionnels » exploités de nos jours.
Petroleum
Petroleum is a fossil fuel that was formed between 20 and 350 million years ago. Also known as "oil" or "crude oil", it comes from the decomposition of marine organisms (mainly plankton) accumulated in sedimentary basins at the bottom of oceans, lakes and deltas.
The transformation of organic matter into oil takes tens of millions of years, passing through an intermediate substance called kerogen. The oil produced can then be trapped in specific geological formations, called "reservoir rocks", which make up the "conventional" oil deposits exploited today.
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Hydrocarbures
Les hydrocarbures sont des molécules formées d’une association d’atomes de carbone et d’hydrogène ayant une formule générale CmHn. Les hydrocarbures sont groupés selon leur composition chimique en trois grandes classes à savoir : les hydrocarbures saturés et insaturés non aromatiques, les hydrocarbures aromatiques et les hydrocarbures lourds.
Hydrocarbons
Hydrocarbons are molecules formed by an association of carbon and hydrogen atoms with a general formula CmHn. Hydrocarbons are grouped according to their chemical composition in three main classes: saturated and unsaturated non-aromatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons and heavy hydrocarbons.
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Hydrocarbures transportés par mer
Ce qu’on appelle communément pétrole, peut être classé en deux catégories générales : lourd et léger. Si l’on considère les comportements de ces pétroles dans l’environnement, ces catégories correspondent à des hydrocarbures persistants (pétrole lourd) et non persistants (légers).
En général, les hydrocarbures persistants disparaissent lentement dans le milieu marin. Comme ces pétroles demeurent dans l’environnement pendant des périodes étendues, ils peuvent avoir des effets prolongés qui sont plus facilement observés. Les hydrocarbures persistants peuvent comprendre des bitumes, des asphaltènes, des résines, des cires…
Les hydrocarbures non-persistants ont tendance à se dégrader rapidement dans le milieu marin. Par conséquent, alors que les effets sont parfois aigus, ils peuvent être plus difficiles à reconnaître que des hydrocarbures persistants. Les hydrocarbures non-persistants peuvent comprendre de l’essence, du kérosène, du diesel et du benzène.
Hydrocarbons transported by sea
What is commonly called oil, can be classified into two general categories: heavy and light. If we consider the behavior of these oils in the environment, these categories correspond to persistent (heavy oil) and non-persistent (light) hydrocarbons.
In general, persistent oils disappear slowly in the marine environment. Because these oils remain in the environment for extended periods of time, they may have prolonged effects that are more readily observed. Persistent hydrocarbons can include bitumens, asphaltenes, resins, waxes, etc.
Non-persistent hydrocarbons tend to degrade rapidly in the marine environment. Therefore, while the effects are sometimes severe, they may be more difficult to recognize than persistent hydrocarbons. Non-persistent hydrocarbons can include gasoline, kerosene, diesel and benzene.
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Altération du pétrole
On distingue huit principaux processus d'altération. En règle générale, chaque processus peut être classé dans l'une des deux catégories chronologiques suivantes, en fonction du moment où son effet est le plus important :
- stade précoce d'un déversement : propagation, évaporation, dispersion, émulsification et dissolution ;
- stade ultérieur d'un déversement : oxydation, sédimentation et biodégradation. Il s'agit de processus à plus long terme qui détermineront le sort final du pétrole déversé.
Propagation
Le pétrole s’étale sur la surface de la mer dès qu’il se déverse dans l’eau, créant une nappe. Après un certain temps, la nappe commence à se fragmenter, sous l’action du vent et des vagues. La vitesse à laquelle le pétrole se répand dépend du type d’hydrocarbures. En général, les hydrocarbures non-persistants s’étalent plus rapidement que les hydrocarbures persistants.
Évaporation
Le taux d’évaporation dépend du type d’hydrocarbure déversé. Les hydrocarbures non-persistants s’évaporent plus facilement que les hydrocarbures persistants. Des mers houleuses et de forts vents ainsi que des températures élevées ont tendance à faire augmenter le taux d’évaporation des deux types d’hydrocarbures.
Dispersion
Les vagues et les turbulences à la surface de la mer peuvent amener les nappes de pétroles à se fragmenter en de minuscules gouttelettes. La dispersion encourage d’autres processus naturels à décomposer le pétrole. La vitesse de dispersion des hydrocarbures dépend du type de pétrole déversé et de l’état de la mer.
Émulsification
Une émulsion est formée par la combinaison de deux liquides, l’un étant en suspension dans l’autre : il s’agit typiquement d’eau de mer suspendue dans le pétrole. L’émulsion est caractéristique, en général, d’hydrocarbures persistants et retarde les autres processus de vieillissement.
Dissolution
Les composés hydrosolubles dans les hydrocarbures déversés peuvent se dissoudre dans l’eau environnante. Les hydrocarbures non persistants sont les plus susceptibles de dissolution, s’ils ne se sont pas déjà évaporés.
Les composés hydrosolubles peuvent se dissoudre dans l'eau environnante. Les composants les plus solubles dans l'eau de mer sont les hydrocarbures non persistants. Cependant, ces composés sont également les premiers à être perdus par évaporation, un processus qui est 10 à 1000 fois plus rapide que la dissolution. La plupart des pétroles bruts et tous les fiouls contiennent des proportions relativement faibles de ces composés, ce qui fait de la dissolution l'un des processus les moins importants.
Oxydation
Les hydrocarbures réagissent chimiquement avec l'oxygène, se décomposant en produits solubles ou formant des composés persistants appelés goudrons. Ce processus est favorisé par la lumière du soleil, mais il est très lent, même en cas de fort ensoleillement,
La formation de goudrons est due à l'oxydation de couches épaisses d'hydrocarbures ou d'émulsions à haute viscosité. Ce processus forme une couche protectrice extérieure de composés lourds qui entraîne une persistance accrue des hydrocarbures. Les boulettes de goudron, que l'on trouve souvent sur le littoral et qui présentent une croûte extérieure solide entourant un intérieur plus mou et moins altéré, sont un exemple typique de ce processus.
Sédimentation - Enfoncement
Par sédimentation, il est fait référence au processus de mélange des hydrocarbures avec les sédiments auxquelles elles adhèrent. Peu d’hydrocarbures sombrent dans le milieu marin, par conséquent, la sédimentation se produit le plus souvent quand les hydrocarbures flottants parviennent au rivage et se mélangent au sable et à d’autres sédiments.
Biodégradation
L'eau de mer contient un grand nombre de micro-organismes qui exploitent les hydrocarbures comme source d'énergie et peuvent dégrader partiellement ou totalement le pétrole en composés solubles dans l'eau et finalement en dioxyde de carbone et en eau.
Il existe de nombreux types de micro-organismes marins, chacun d'entre eux ayant tendance à dégrader un groupe particulier de composés du pétrole brut. Cependant, certains composés du pétrole sont très résistants aux attaques et peuvent ne pas se dégrader facilement.
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Oil Weathering
There are eight main weathering processes. As a general rule, each process can be put into one of two chronological categories in terms of when their effect is most significant:
- Early stage of a spill: spreading, evaporation, dispersion, emulsification and dissolution;
- Later stage of a spill: oxidation, sedimentation and biodegradation. These are longer term processes that will determine the ultimate fate of the oil spilled.
Spreading
As soon as oil is spilled, it starts to spread out over the sea surface, initially as a single slick. The speed at which this takes place depends to a great extent upon the viscosity of the oil. Fluid, low viscosity oils spread more quickly than those with a high viscosity. Nevertheless, slicks quickly spread to cover extensive areas of the sea surface.
Evaporation
The amount of evaporation and the speed at which it occurs depend upon the volatility of the oil. An oil with a large percentage of light and volatile compounds will evaporate more than one with a larger amount of heavier compounds. Rougher seas, high wind speeds and high temperatures also tend to increase the rate of evaporation and the proportion of an oil lost by this process.
Dispersion
Waves and turbulence at the sea surface can cause all or part of a slick to break up into fragments and droplets of varying sizes. This encourages other natural processes such as dissolution, biodegradation and sedimentation to occur.
The speed at which an oil disperses is largely dependent upon the nature of the oil and the sea state.
Emulsification
An emulsion is formed by the combination of two liquids, one suspended in the other: typically seawater suspended in oil. The emulsion is characteristic, generally, of persistent hydrocarbons and delays other aging processes.
DissolutionWater soluble compounds may dissolve into the surrounding water. Components that are most soluble in sea water are the light aromatic hydrocarbons compounds However, these compounds are also those first to be lost through evaporation, a process which is 10 -1000 times faster than dissolution. Most crude oils and all fuel oils contain relatively small proportions of these compounds making dissolution one of the less significant processes.
Oxidation
Oils react chemically with oxygen either breaking down into soluble products or forming persistent compounds called tars. This process is promoted by sunlight, but is very slow and even in strong sunlight,
The formation of tars is caused by the oxidation of thick layers of high viscosity oils or emulsions. This process forms an outer protective coating of heavy compounds that results in the increased persistence of the oil. Tarballs, which are often found on shorelines and have a solid outer crust surrounding a softer, less weathered interior, are a typical example of this process.
Sedimentation - Sinking
Sedimentation refers to the process of mixing oil with the sediment to which it adheres. Few oils sink in the marine environment, therefore, sedimentation occurs most often when floating oil reaches the shore and mixes with sand and other sediments.
Biodegration
Sea water contains a wide range of micro-organisms that use hydrocarbons as a source of energy and can partially or completely degrade oil to water soluble compounds and eventually to carbon dioxide and water.
Many types of marine micro-organism exist and each tends to degrade a particular group of compounds in crude oil. However, some compounds in oil are very resistant to attack and may not readily degrade.
Références - References
Le Paléozoïque de la presqu’île de Crozon, Massif Armorican
Quel est le comportement du pétrole dans l’eau
Fate of marine oil spills
Pour valider la cache - Logging requirements
Aux coordonnées indiquées, vous trouverez un rocher comme sur la photo ci-dessous. Observez la zone A au creux d'une partie du rocher, ainsi que la zone B, à l'une de ses extrémités.
At the coordinates indicated, you will find a rock as in the photo below. Look for area A in the hollow of a part of the rock, and area B at one of its ends.
Travail à effectuer :
- Décrivez ce que vous observez en A et B : aspect, texture, couleurs, etc.
- Quel est/sont le/s processus d'altération ou de dégradation qui est/sont en cours et de quel type d'hydrocarbures s'agit-il selon vous ?
- Quelle est la différence entre ce que vous avez vu en A et en B et comment cela s'explique-t-il selon vous ?
- 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:
- Describe what you observe in A and B: aspect, texture, colors, etc.
- What is/are the process(es) of alteration or degradation that is/are taking place and what type of hydrocarbons do you consider to be involved?
- What is the difference between what you saw in A and B and how do you think this can be explained?
- A photo of your, your GPSsomething 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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It is strictly forbidden to pick up any mineral, rock, fossil, pebble, plant... all over the coast. Please respect this instruction.