Gare de Limoges - Granite VER(T)sus calcaire EarthCache

Gare de Limoges - Granit VER(T)sus calcaire

Cette earthcache va nous permettre d’observer quelques caractéristiques majeures de deux types de roches très utilisées dans la construction tout en bénéficiant du cadre admirable de la Gare de Limoges-Bénédictins, élue plus belle gare de France en 2022.

Le bâtiment en face de vous est une œuvre de style Art déco de l'architecte Roger Gonthier, qui est aussi à l'origine des Halles centrales de Limoges et du pavillon du Verdurier. Elle présente la particularité d'être construite au-dessus des voies. C'est en effet une gare de passage dont le bâtiment voyageurs est implanté sur une plate-forme de béton posée perpendiculairement au-dessus de dix voies.

Un matériau synonyme de standing

Comme souvent au début du 20eme siècle, les matériaux utilisés dans la construction donnent des indices sur la vocation du bâtiment.
Dans le cas de la gare, l’utilisation du calcaire, matériau absent de la région de Limoges et peu présent en Limousin, mais très utilisé dans les bâtiments parisiens (rappelons que la gare était emblématique de la Compagnie du Paris-Orléans), avait comme objectif de mettre en évidence la noblesse et la richesse des lieux.

Le calcaire appartient à la famille des roches SÉDIMENTAIRES, l’une des quatre grandes familles de roches, les autres étant les roches VOLCANIQUES, PLUTONIQUES et MÉTAMORPHIQUES.

• Dire qu’une roche est SÉDIMENTAIRE signifie qu’elle s’est formée à la surface de la Terre, parfois à l’air libre (dunes de sable), mais le plus souvent sous l’eau (vase dans un lac ou au fond d’une mer), et qu’elle s’est solidifiée par la suite ; dire que c’est un calcaire signifie en outre que le climat était chaud. Les calcaires contiennent souvent des fossiles.

• Une roche VOLCANIQUE signifie qu’il y a eu une éruption volcanique autrefois à cet l’endroit ; les magmas issus de ce volcan se sont solidifiés en refroidissant rapidement. Il n’y a pratiquement pas de roches volcaniques en Limousin, à l’exception de la frontière avec le Cantal (autour de Bort-les-Orgues).

• Dire qu’une roche est PLUTONIQUE signifie qu’elle provient d’un magma qui a cristallisé en profondeur (dans le cas des granites, au sein d’une chaîne de montagnes) ou, si l’on préfère, que cette roche s’est formée entre 10 et 20 Km sous terre avant d’être propulsée à la surface du Globe. Dans ces roches les cristaux sont généralement très facilement visibles à l’œil nu car la lenteur du refroidissement du magma (typiquement, plusieurs dizaines de milliers d'années) permet la formation de gros cristaux.

• Dire qu’une roche est MÉTAMORPHIQUE signifie qu’en profondeur (entre 10 et 50 km en général), une ancienne roche sédimentaire, volcanique ou plutonique ou encore une ancienne roche déjà métamorphique a été transformée (sans fondre) par de fortes pressions et températures. C’est le cas des gneiss, amphibolites, schistes et micaschistes. Ces transformations ont lieu au sein d’une chaîne de montagnes ou le long d’une zone de subduction (enfoncement d'une plaque tectonique sous une autre plaque de densité plus faible).

Carte géologique simplifiée du Limousin

Dirigez vous vers l’angle est de la façade maintenant (WP2) pour observer de plus près le bloc marqué en vert sur la photo.

L’ossature en béton n’est pas visible (sauf sur quelques parties basses de la façade Est). Elle est recouverte de plâtre imitant la pierre de taille à l’intérieur et de blocs de pierre de taille d’épaisseurs variables à l’extérieur.
Le calcaire est absent de la région de Limoges et peu présent de manière générale en Limousin. On en trouve un peu au sud ouest de la région, dans le bassin de Brive, qui appartient à un ensemble différent et plus récent, le Bassin aquitain, un bassin sédimentaire.

Le calcaire ayant servi à la construction de la gare vient de région parisienne et de la région de Périgueux. Un des avantages des roches sédimentaires et qu’elles contiennent souvent des fossiles. Dans certaines circonstances, ceux-ci permettent une datation assez précise de la roche : c’est ce que l’on appelle les fossiles stratigraphiques.

La création des fossiles

Les fossiles se forment la plupart du temps par minéralisation : au cours du temps, les tissus et/ou les parties dures de l'organisme mort sont progressivement remplacés par des minéraux.
Elle a deux causes : PHYSIQUE et CHIMIQUE.

Processus de fossilisation

La première étape de la fossilisation est constituée par le phénomène de sédimentation : des sédiments (de la boue ou du sable fin) recouvrent un organisme mort (animal, coquillage ...). Les tissus mous se décomposent très vite et il ne reste plus alors que le squelette ou la coquille. Au fil du temps, les sédiments continuent à se déposer au-dessus du squelette. Celui-ci finit enterré sous des couches épaisses et la pression augmente au point où elle transforme les sédiments en roche dure.
Dans un second temps les eaux souterraines, chargées de minéraux, s'infiltrent dans la roche. Plusieurs cas de figure peuvent alors se présenter :

• soit les minéraux cristallisent à l'intérieur des os ou de la coquille et les transforment en fossiles
• soit les os ou la coquille sont dissous complètement et la forme du squelette ou du coquillage reste imprimée dans la roche. Les minéraux peuvent éventuellement combler l'espace laissé par les os ou la coquille dissous, comme s'ils remplissaient un moule.

Si nous voyons la forme imprimée, nous parlons d'un moule externe ; en revanche, si nous observons qu'un tracé s'est formé à la suite du remplissage interne de l'organisme, nous parlons d'un moule interne.

Dans de plus rares cas de la matière organique peut être conservée, notamment quand le cadavre est conservé dans le froid (par exemple les mamouths au sein du pergélisol), dans du bitume (cas de momification) ou dans de la résine (comme les insectes dans l'ambre jaune).

Une fois formés, les fossiles attendent d'être découverts, et c’est ce qui arrive si les couches sédimentaires remontent à la surface suite à des bouleversements géologiques puis grâce à l’érosion naturelle ou lors d’excavations.

Les fossiles stratigraphiques

Un fossile stratigraphique est un fossile caractéristique d'une époque géologique limitée dans le temps. Il permet la datation relative de la ou des couches dans lesquelles il se trouve.

Echelle stratigraphique

Pour être qualifiée de fossile stratigraphique, une espèce doit donc :

• avoir eu une grande extension géographique (ce qui permet d'établir des corrélations à plusieurs endroits éloignés du globe) ;
• avoir existé pendant une courte durée à l'échelle géologiques (de façon à délimiter des périodes de temps courtes, donc des couches de terrain de faible épaisseur) ;
• avoir été abondante (une condition nécessaire pour qu'on en retrouve suffisamment à l'état fossile).

Autrement dit, une espèce animale (en général) ou végétale (rarement) est un bon fossile stratigraphique si elle est ubiquiste (présente dans de nombreux environnements), à évolution rapide, et d'assez petite taille pour bien se conserver (en entier) et être ainsi identifiable. Les fossiles ne présentant pas ces caractères sont dits « panchroniques » et ne sont pas inventoriés généralement pas en bio-stratigraphie.

Avant de quitter les lieux, répondez aux questions correspondantes puis dirigez-vous vers le waypoint 3.

En plus de vous offrir une très belle vue sur l’ensemble de la gare, il vous permettra d’observer un tout autre type de roche.

Il n’est pas nécessaire d’être limougeaud (habitant de Limoges) pour noter qu’une majorité des bâtiments classiques de la ville sont construits dans un matériau qui contraste fortement avec celui de la gare : c’est le granite.

Donner un nom de famille à une roche, c’est reconstituer les conditions de sa formation.
Le Massif central est constitué pour moitié de roches qui sont dites « métamorphiques » car elles proviennent de la transformation d’autres roches plus anciennes et pour l’autre moitié de granites.

Approchez-vous des ensembles décoratifs de style art déco ornant les abords du grand bassin. Leur réalisation en granite est emblématique de la région. C'est un matériau résistant très utilisé en construction, dallage, décoration, sculpture, sous l'appellation granit (sans e).
Sa texture est grenue (nombreux cristaux), riche en quartz, en feldspath et en mica. Le granite et ses roches associées forment l'essentiel de la croûte continentale de la planète. L'usure des montagnes a amené ces roches en surface. Elles ont généré, par décomposition la majeure partie des sols limousins.

Les minéraux de base de ces deux groupes sont
- le quartz (qui a donné le sable),
- les felspaths (qui ont donné de l'argile),
- les micas et quelques amphiboles (à l'origine des rares bonnes terres)
Les sols issus des roches métamorphiques et granitiques ont de grandes similitudes physiques et chimiques (réactions acides à très acides avec un pH allant de 6,5 à 5,2).

Références bibliographiques

• https://www.svt-lycee-elorn.ovh/fossile.php

• La collection Masson/Dunod) : Massif central Limousin Auvergne de A. de Goër - 1978

• Patrimoine géologique du Limousin, de la roche au paysage - Presses universitaires de Limoges - Hubert BRIL,  Jean-Pierre FLOC'H - 2018

• Géologie du Limousin - hachette livre / bnf - E BARRET - 2016

• Curiosités géologiques Haute-Vienne Limousin - Editions BRGM - 2017

• Promenades géologiques Biotope édition. Lyon 2013

• https: //www.yumpu.com/fr/document/view/21140754/fossiles-chrono-stratigraphiques-bons-fossiles-tunisiamaths

• https://actugeologique.fr/2019/02/la-datation-des-roches-et-des-fossiles

Pour valider votre découverte, vous devrez :

1. Loguer cette cache "Found it"

2. M'envoyer vos réponses aux questions suivantes, soit via mon profil, soit via la messagerie geocaching.com (Message Center). Toutes les réponses sont dans la description ou à observer sur place.

Questions générales

Q1 : Quelles sont les deux familles de roches dominantes en Limousin ?

Q2 : Indiquez sous quel climat se forme le calcaire : un climat chaud et tropical ou un climat glaciaire ?

Q3 : Nommez les deux phénomènes qui conduisent à la fossilisation.

Questions d’observation au waypoint 2

Q4 : Observez les fossiles. S’agit-il de fossiles internes ou externes ?

Q5 : Le plus gros d’entre eux a une forme caractéristique. En vous aidant de l’échelle stratigraphique simplifiée, datez approximativement le calcaire utilisé dans la construction de la gare et donnez la période (ère) à laquelle il appartient.

Questions d’observation au waypoint 3

Q6 : Observez les vasques (vases) autour du bassin. Pensez-vous y trouver des fossiles ? Si oui, pouvez-vous dater la roche sur l’échelle stratigraphique grâce aux fossiles observés? Si non, expliquez pourquoi.

Q7 : D’après vos observations aux deux waypoints, quelle roche a la texture la plus fine ? Expliquez pourquoi d’après vous.

3. Poster une photo-preuve de votre passage sur le site sans dévoiler les réponses aux questions.

La photo demandée (obligatoire) : pointez du doigt le haut du campanile.

Exemple :

Je vous contacterai en cas de problème. Tout log non suivi des réponses et sans photo sera effacé.

Pourquoi "VERT" ?

Ma première cache posée (GC3VHY2) était une boîte verte, avec un stylo vert, un log book vert et des objets d'échange verts. Ainsi est née l'idée de placer les caches qui ont suivi sous le signe du "VERT" et de proposer un défi consistant à y déposer de préférence des objets "VERTs". Ce défi ne peut malheureusement pas concerner les earthcaches.

Note : some parts are written with the help of automatic translator. Technical vocabulary issues may occure

The building in front of you is a work of Art Deco style of the architect Roger Gonthier, who is also at the origin of the the Great Market Hall of Limoges and the pavilion of Verdurier. It has the particularity of being built above the tracks. It is indeed a station whose passenger building is implanted on a platform of concrete laid perpendicularly above ten tracks.

A material synonymous with luxury

As often at the beginning of the 20th century, the materials used in the construction give clues to the vocation of the building.
In the case of the station, the use of limestone, material absent from the Limoges region and little present in Limousin but widely used in Parisian buildings (remember that the station was emblematic of the Paris-Orléans company) aimed to highlight the nobility and richness of the place.

Limestone belongs to the SEDIMENTARY rock family, one of the four major rock families, the others being VOLCANIC, PLUTONIC and METAMORPHIC rocks.

To say that a rock is SEDIMENTARY means that it has formed on the surface of the Earth, sometimes in the open (sand dunes), but most often under water (silt in a lake or at the bottom of a sea), and that it has solidified afterwards; To say that it is limestone also means that the climate was warm. Limestones often contain fossils

A VOLCANIC rock means that there was a volcanic eruption once there; the magmas from this volcano solidified by cooling quickly. There are practically no volcanic rocks in Limousin, except for the border with Cantal (around Bort-les-Orgues).

To say that a rock is PLUTONIC means that it comes from a magma that has crystallized in depth (in the case of granites, within a mountain range) or, if we prefer, that this rock formed between 10 and 20 km underground before being propelled to the surface of the Globe. In these rocks the crystals are generally very easily visible to the naked eye because the slow cooling of the magma (typically, several tens of thousands of years) allows the formation of large crystals.

To say that a rock is METAMORPHIC means that at depth (between 10 and 50 km in general), an old sedimentary, volcanic or plutonic rock or an old already metamorphic rock has been transformed (without melting) by high pressures and temperatures. This is the case for gneiss, amphibolites, schists and micaschists. These transformations take place within a mountain range or along a subduction zone (sinking of a tectonic plate under another plate of lower density).

Simplified geological map of Limousin

Head to the east corner of the facade now (WP2) to take a closer look at the block marked in green on the picture.

The concrete frame is not visible (except on some lower parts of the east facade). It is covered with plaster imitating ashlar on the inside and ashlar blocks of varying thicknesses on the outside.
Limestone is absent from the Limoges region and rarely present in general in Limousin. We find some in the south west of the region, in the Brive basin, which belongs to a different and more recent group, the Aquitaine basin, a sedimentary basin.

The limestone used to build the station comes from the Paris region and the Périgueux region. One of the advantages of sedimentary rocks and that they often contain fossils. In certain circumstances, these allow a fairly precise dating of the rock: this is called stratigraphic fossils.

The creation of fossils

Fossils are mostly formed by mineralization: over time, the tissues and/or hard parts of the dead organism are gradually replaced by minerals.
It has two causes: PHYSICAL and CHEMICAL.

Fossilisation process

The first stage of fossilization is constituted by the phenomenon of sedimentation: sediments (mud or fine sand) cover a dead organism (animal, shell...). Soft tissues decompose very quickly and only the skeleton or shell remains. Over time, sediments continue to settle above the skeleton. It ends up buried under thick layers and the pressure increases to the point where it turns the sediment into hard rock.
Secondly, the groundwater, loaded with minerals, seeps into the rock. Several scenarios may arise:

• the minerals crystallize inside the bones or shell and transform them into fossils
• either the bones or shell are completely dissolved and the shape of the skeleton or shell remains imprinted in the rock. Minerals can potentially fill the space left by the dissolved bones or shell, as if filling a mold.

If we see the printed form, we speak of an external mold; on the other hand, if we observe that a trace has formed as a result of the internal filling of the organism, we speak of an internal mold.

In rare cases, organic matter can be preserved, especially when the body is kept in the cold (for example, mastiffs within the permafrost), in bitumen (mummification cases) or in resin (such as insects in amber).

Once formed, fossils wait to be discovered, and this is what happens if the sedimentary layers rise to the surface following geological upheavals and then thanks to natural erosion or during excavations.

Stratigraphic fossils

A stratigraphic fossil is a fossil characteristic of a geological epoch limited in time. It allows the relative dating of the layer or layers in which it is located.

Stratigraphic scale

To qualify as a stratigraphic fossil, a species must therefore:

• have had a large geographic extent (allowing correlations to be made at several remote locations around the globe);
• have existed for a short time at the geological scale (so as to delineate short periods of time, therefore layers of land of low thickness);
• have been abundant (a necessary condition for sufficient fossils).

In other words, an animal species (in general) or plant species (rarely) is a good stratigraphic fossil if it is ubiquitous (present in many environments), rapidly evolving, and small enough to be well conserved (in whole) and thus identifiable. Fossils without these characteristics are called «panchronic» and are not generally inventoried in bio-stratigraphy.

Before leaving this waypoint, answer the corresponding questions and then head to waypoint 3.

In addition to offering you a beautiful view of the entire station, it allows you to observe a completely different type of rock.

It is not necessary to be limougeaud (inhabitant of Limoges) to note that a majority of the classic buildings of the city are built in a material that contrasts strongly with that of the station: it is granite.

Giving a rock a last name is to restore the conditions of its formation.
The Massif Central is made up of rocks that are called «metamorphic» because they come from the transformation of other older rocks and for the other half granites.
Get up close to the decorative art deco sets adorning the surroundings of the large basin. Their granite construction is emblematic of the region. It is a resistant material widely used in construction, paving, decoration, sculpture, under the name granite (without e).

Its texture is grainy (many crystals), rich in quartz, feldspar and mica. Granite and its associated rocks make up most of the planet’s continental crust. Mountain wear has brought these rocks to the surface. They generated, by decomposition, most of the Limousin soils.

The basic minerals of these two groups are
- quartz (which gave the sand),
- felspaths (which gave clay),
- Micas and some amphiboles (the origin of rare good earths);
Soils from metamorphic and granitic rocks have great physical and chemical similarities (acid to very acidic reactions with a pH ranging from 6.5 to 5.2).

Bibliographic references

• https://www.svt-lycee-elorn.ovh/fossile.php

• La collection Masson/Dunod) : Massif central Limousin Auvergne de A. de Goër - 1978

• Patrimoine géologique du Limousin, de la roche au paysage - Presses universitaires de Limoges - Hubert BRIL,  Jean-Pierre FLOC'H - 2018

• Géologie du Limousin - hachette livre / bnf - E BARRET - 2016

• Curiosités géologiques Haute-Vienne Limousin - Editions BRGM - 2017

• Promenades géologiques Biotope édition. Lyon 2013

• https: //www.yumpu.com/fr/document/view/21140754/fossiles-chrono-stratigraphiques-bons-fossiles-tunisiamaths

• https://actugeologique.fr/2019/02/la-datation-des-roches-et-des-fossiles

To validate your discovery, you will need to:

1. Log this cache "Found it"

2. Send me your answers to the following questions, either via my profile or via geocaching.com (Message Center). All answers are in the description or to be observed on site.

3. Post a photo-proof of your visit to the site without revealing the answers to the questions.

I request that you take a picture pointing to the top of the campanile.

Example:

I will contact you in case of issue. Any log not followed by the answers or without picture will be erased.

Why "VERT" ?

My first geocache ( GC3VHY2) was a green box, with a green pen, a green log book and green items for exchange. So was born the idea to place the caches which followed under the sign of the "VERT" ("GREEN" in French) and to propose a game consisting in depositing there rather "VERT" objects. This game cannot unfortunately concern the earthcaches.

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