Îlet Sainte-Marie : sédimentation et soulèvement EarthCache

 L’îlet Sainte-Marie est un îlet (ou îlot) situé sur la côte nord-est de l’île de la Martinique face à la commune de Sainte-Marie. Il s’agit d’une curiosité géologique puisque l’îlet est relié à l’île par un tombolo, c’est-à-dire un cordon littoral de sédiments (ici principalement du sable) et qui a la particularité de ne relier l’îlet à l’île qu’une partie de l’année.

En complément de la cache qui explique ce phénomène, nous vous proposons, au travers de cette présente cache, de vous intéresser à une des phases ou étapes de la formation de cet îlet.

L’utilisation d’une boussole (du GPS, du téléphone ou une boussole dédiée) est recommandée.

 Îlet Sainte-Marie is an islet on Martinique’s northeast coast, opposite the commune of Sainte-Marie. It is a geological curiosity, since the islet is linked to the island by a tombolo, i.e. a coastal spit of sediment (in this case mainly sand), which only connects the islet to the island partly during the year.

In addition to the cache that describes this process, we'd like to invite you to take a look at one of the phases or stages in the formation of this islet.

Using a compass (GPS, phone or dedicated compass) is recommended.

La Terre
La Terre étant un objet chaud dans un environnement froid, son refroidissement s’effectue essentiellement par des mouvements de convection thermique : des courants de matière chaude et légère montent depuis les profondeurs vers la surface et des courants de matière froide et dense suivent le chemin inverse. Ce mouvement, très lent, affecte la surface de la Terre (continents et océans) : la tectonique des plaques (lithosphériques). Ces plaques, elles aussi en mouvement, peuvent entrer en collision, se chevaucher, ou l’une peut plonger sous l’autre. Dans ce dernier cas, il s’agit d’une subduction qui se produit dans une zone de subduction. Dans cette zone, la subduction provoque des tremblements de terre récurrents de grande ampleur et la fusion partielle d'une partie du manteau de la Terre pour générer du magma ascendant, donnant naissance à des volcans.

 The Earth
The Earth being a hot object in a cold environment, its cooling is mainly carried out by thermal convection movements: currents of hot and light matter rise from the depths to the surface and currents of cold and dense matter follow the opposite path. This movement, very slow, affects the surface of the Earth (continents and oceans): (lithospheric) plate tectonic. These plates, also in motion, can collide, overlap, or one can dive under the other. In the latter case, it’s a subduction that occurs in a subduction zone. In this zone, subduction causes recurrent large-scale earthquakes and the partial melting of part of the Earth's mantle to generate rising magma, giving origin to volcanoes.

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 La Martinique
La Martinique appartient à l'arc volcanique des Petites Antilles, zone de subduction de la plaque Nord-américaine (ou Atlantique) sous la plaque Caraïbes, à l’origine du volcanisme ayant donné naissance aux Petites Antilles. En effet, les frottements des matériaux lors de la subduction, à très haute température, entrainent leur fusion et la création de magma remontant ensuite à la surface de la terre, sous la forme de volcans.

L'île de la Martinique (1080 km²) est essentiellement d'origine volcanique. Les formations volcaniques et volcano-sédimentaires y prédominent très largement, accompagnées de formations calcaires liées à des épisodes de sédimentation marine lors des périodes de submersion. L'activité volcanique sous-marine initiale, qui a formé le substratum de l'île, entrecoupée de phases de sédimentation calcaire, est devenue progressivement aérienne et a édifié de grands ensembles volcaniques qui constituent les principaux reliefs actuels de la Martinique

 Martinique
Martinique is located along the Lesser Antilles arc, a subduction zone of the North American (or Atlantic) plate under the Caribbean plate, which is the origin of the volcanism that gave birth to the Lesser Antilles. Indeed, the friction of materials during subduction, at very high temperature, leads to their fusion and the creation of magma which then rises to the surface of the earth, in the form of volcanoes.

The island of Martinique (1080 km²) is mainly of volcanic origin. Volcanic and volcano-sedimentary formations predominate, with limestone formations related to episodes of marine sedimentation during periods of submersion. The initial submarine volcanic activity, which formed the bedrock of the island, intersected with phases of limestone sedimentation, became progressively aerial and built large volcanic complexes that form the main current reliefs of Martinique

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 Sédiments et sédimentation
La sédimentation correspond à l’ensemble de processus conduisant à la formation de sédiments. Les sédiments sont des ensembles constitués par la réunion de particules plus ou moins grosses ou de matières précipitées ayant, séparément, subi un certain transport. Les matériaux des sédiments peuvent, p. ex., provenir de l’érosion de roches antérieures, ou résulter d’une activité organique (accumulation de coquilles, etc.). Après un dépôt, les sédiments subissent une diagénèse c.à.d un ensemble de processus qui les transforment progressivement en roche sédimentaire solide.

 Sediment and sedimentation
Sedimentation is the set of processes leading to the formation of sediments. Sediments are aggregates made up of particles of varying size or precipitated matter that have been separately transported. Sediment materials may, for example, be derived from the erosion of earlier rocks, or result from organic activity (accumulation of shells, etc.). After deposition, sediments undergo diagenesis, i.e. a sequence of processes that gradually transform them into solid sedimentary rock.

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 Roches sédimentaires et stratification
La stratification, encore appelée litage, est une des caractéristiques des roches sédimentaires qui sont généralement constituées d'un « empilement » de couches de sédiments déposées les unes sur les autres. Ces couches sont appelées strates ou lits pour des couches de faible épaisseur (quelques cm). La stratification n’est pas systématique au sein des roches sédimentaires. En règle générale, lorsque les roches sédimentaires n’ont pas subi de contraintes d’origine tectonique ou que les sédiments en cours de dépôt n’ont pas subi un hydrodynamisme, les couches sont parallèles au niveau de la mer.

 Sedimentary rocks and stratification
Stratification, also known as bedding, is one of the characteristics of sedimentary rocks, which generally consist of a "stack" of layers of sediment deposited one on top of the other. These layers are called strata or beds for thin layers (a few cm thick). Stratification is not systematic within sedimentary rocks. Usually, when sedimentary rocks have not been subjected to tectonic stresses, or when the sediments being deposited have not been subjected to hydrodynamics, the layers are parallel to sea level.

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 Orientation d’un plan
L’orientation d’un plan (une stratification par exemple) s’exprime à l’aide de plusieurs valeurs : sa direction, c’est-à-dire l’azimut de l’horizontale du plan qui est l’angle entre le Nord géographique et la direction de cette horizontale ; son pendage (et sa direction) qui correspond à l’intensité de plongement qui est l’angle entre la ligne de plus grande pente et un plan horizontal. Ces valeurs sont obtenues par un clinomètre de géologue qui inclut une boussole.

Pour cette cache, vous n’aurez pas besoin de ce matériel, mais sachez néanmoins évaluer grossièrement l’intensité d’un pendage ainsi que sa direction

 Plane orientation
The orientation of a plane (a bedding for example) is expressed by several values: its strike, i.e. the azimuth of the horizontal line of the plane which is the angle between the geographical North and the direction of this horizontal line; its dip (and its direction) which corresponds to the intensity of plunge which is the angle between the line of greatest slope and a horizontal plane. These values are measured with a geologist's clinometer which includes a compass.

For this cache, you won't need this equipment, but you should be able to roughly evaluate the intensity of a dip and its direction.

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 Soulèvement
Un soulèvement tectonique encore appelé surrection désigne l'élévation de certaines parties de la surface de la Terre. Le soulèvement se produit généralement lorsqu'une plaque lithosphérique rencontre une résistance. Le front de la plaque est alors comprimé et commence à se soulever. Dans les cas extrêmes, un soulèvement peut aboutir à la formation de chaînes de montagnes, ce processus est appelé orogénèse.

Un soulèvement peut aussi être la conséquence de la fonte des calottes glaciaires. Le processus de soulèvement associé est alors appelé rebond isostatique ou rebond post-glaciaire.

 Uplift
Tectonic uplift, also known as surrection, refers to the elevation of parts of the Earth's surface. Uplift generally occurs when a lithospheric plate meets resistance. The front of the plate is then compressed and begins to rise. In extreme cases, uplift can lead to the formation of mountain ranges, a process known as orogenesis.

Uplift can also result from the melting of ice caps. The associated uplift process is then called isostatic rebound or post-glacial rebound.

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 L’îlet Sainte-Marie
L’origine de l’îlet Sainte-Marie est consécutive à la formation d’une chaîne volcanique sous-marine appelée chaine Vauclin-Pitault. Pendant plusieurs millions d’années – Ma – (de -17 Ma à -8,4 Ma) cette chaîne orientée NO-SE s’édifie au cours de plusieurs phases (5 phases) distinctes depuis le Marin au sud, jusqu’à Sainte-Marie au nord. Ces phases volcaniques sont entrecoupées de phases de sédimentation. La phase de sédimentation qui clos la troisième phase éruptive (environ -9 Ma) est accompagnée d’un soulèvement généralisé dans la moitié sud de la chaîne permettant des effusions en milieu aérien au sud, alors que la moitié nord de la chaîne est encore subaérienne (subaérien fait référence généralement à quelque chose qui est situé au-dessus du niveau du sol ou de l'eau, mais qui n'est pas nécessairement complètement émergé ou exposé à l'air libre).

 Sainte-Marie islet
The origins of the Sainte-Marie islet lie in the formation of a submarine volcanic chain known as the Vauclin-Pitault chain. Over several million years (from 17 Mya to -8.4 Mya – Mya: millions years ago), this NW-SE-trending chain was built up in several distinct phases (5 phases), from Le Marin in the south to Sainte-Marie in the north. These volcanic phases are interspersed with sedimentation phases. The sedimentation phase that closes the third eruptive phase (around 9 Mya) is associated with widespread uplift in the southern half of the chain, enabling effusions in the air to occur in the south, while the northern half of the chain is still subaerial (subaerial generally refers to something that is above ground or water level, but not necessarily completely emerged or exposed to the open air).

Références – References

Dictionnaire de Géologie - 8e éd. (Foucault)
A Dictionary of Geology and Earth Sciences (Oxford Quick Reference), 5th Edition (Allaby, Michael)
Éléments de géologie, 17ème édition - Dunod
Evolution volcano-tectonique de l’île de la Martinique - Aurélie Germa

 Aux coordonnées indiquées, faites face à l’îlet et observez sa partie sud, en particulier la zone délimitée par une ellipse comme sur la photo ci-dessous.

 At the specified coordinates, face the islet and take a look at the southern part of it, especially the area outlined by an ellipse as shown in the picture below.

 Travail à effectuer

1. Quels indices vous permettent d’affirmer que ce qui constitue actuellement une partie l’îlet est consécutif à une sédimentation ainsi qu’à un soulèvement ?
2. Par quelle observation, éventuellement aidée par une mesure ou un relevé, pouvez-vous confirmer le soulèvement de la moitié sud de la chaine Vauclin-Pitault ?
3. Une photo de vous ou d’un objet personnel prise dans les environs immédiats (pas de « photos d’archives » svp) est à joindre soit avec votre 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. Nous vous contacterons en cas de problème.

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Homework

1. Which clues lead you to believe that what is now part of the islet is the result of sedimentation and uplift?
2. Which observation possibly supported by a measuring, can you use to confirm the uplift of the southern half of the Vauclin-Pitault chain?
3. A picture of yourself or of something personal, taken in the immediate area (no “stock photo” please) is to be attached with your comments or with your answers. In accordance with the updated guidelines from Geocaching Headquaters published in June 2019, photos are now an acceptable logging requirement and will be required to log this earthcache.

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