Cette cache a été posée à l'occasion du Mega event ⚔️🛡️🏰 Au blason !🏰🛡️⚔️ à l'Abbaye de Vaucelles GCB89NQ. Ce rassemblement a été voulu par les organisateurs comme un moment de convivialité entre passionnés de Géocaching, de nature, de patrimoine et d'histoire. Notre volonté est de permettre à chaque profil de joueur de pouvoir pratiquer ce loisir comme il le souhaite et de partager avec d'autres des moments d'échanges et de partage autour de sites historiques du Nord-Pas-de-Calais.
Diagénèse d'un oursin
Cette Earth Cache a pour but de vous faire (re)découvrir la diagénèse.
🕒 Horaires d'accès: libre
🧰 Matériel : une loupe peut être utile
📌 Questions
- 1 : Quelles sont les limites entre les processus de surface et ceux de faible profondeur?
- 2 : Sur le bloc (masqué en orange sur la photographie - voir Localisation) se trouve un oursin en coupe (Micraster). Décrivez le en le comparant avec les photographies dans le descriptif : épaisseur du test, forme, structure (attention, ne pas confondre avec la craie présente à l'intérieur du test).
- 3 : Avec vos observations et le descriptif, quels sont les processus de diagénèse subis par la craie et l'oursin?
- 4 : Une photo de vous ou d'un objet vous représentant, devant le portail de la brasserie, est obligatoire pour valider cette Earth Cache.
La diagénèse, c'est quoi?
"La diagenèse, ou diagénèse, désigne l'ensemble des processus physico-chimiques et biochimiques par lesquels les dépôts de sédiments meubles sont transformés en roches sédimentaires." Elle se produit généralement à faible profondeur (pression et température peu élevées), et dans un milieu où les interactions roche et eau sont fondamentales.
Le plus souvent, les sédiments sont des débris d'anciennes roches, et présentent parfois des restes d'organismes (généralement microscopiques) et de minéraux. Ces sédiments sont généralement meubles et riches en eau, et la diagenèse va les "transformer" en roches sédimentaires compactes par des processus chimiques, biochimiques et physiques. Ils se produisent en surface, puis à faible profondeur. Les effets de la diagénèse d’enfouissement sont progressifs et non brutaux. La limite entre les processus de surface et ceux de faible profondeur est de 1 à 2 km et autour d'une température de 30 à 70 °C.
Les processus de surface
L'action d'organismes fouisseurs peut mélanger le sédiment meuble, les bactéries et protozoaires peuvent favoriser la formation des phosphates, du pétrole, du charbon ou encore de la pyrite.
Pour des sédiments émergés, la dissolution est possible par action de l'eau qui va entraîner les éléments en profondeur.
La déshydratation d'un sédiment va le durcir et modifier ses propriétés physiques.
Une cimentation précoce peut également se produire, notamment dans un environnement côtier.
Les processus à faible profondeur
La cimentation se produit par précipitation des éléments dissouts dans l'eau: les particules de sédiment sont alors cimentées.
Par accumulation de minéraux, des concrétions peuvent se former (nodules, géodes, septaria).
L'épigénisation correspond à la transformation d'un minéral préexistant en un autre de même composition (pour CaCO3, typiquement l'aragonite contenue dans des restes calcaires d'organismes, se transforme en calcite).
La métasomatose correspond à la substitution d'un minéral par un autre sans changement de volume (la calcite CaCO3 est parfois remplacée par la pyrite FeS2).
Sous l'effet de la pression des sédiments supérieurs, l'eau tend à fuir : c'est la compaction. Lorsque l'eau a quitté le sédiment, les grains se réagencent pour supporter la charge: c'est le tassement.
Quelques exemples de diagénèse à faible profondeur
La cimentation est en jaune clair autour des oolithes [by Mark A. Wilson (Department of Geology, The College of Wooster)] 🔽
Septaria du Miocène (environ 15 millions d'années) 🔽
Epigénisation en silice d'un bois d'Indonésie (environ 20 millions d'années) 🔽
Métasomatose en pyrite d'un Spirifer (Brachiopode) du Dévonien moyen (environ 385 millions d'années) de l'Ohio - USA 🔽
Compaction de l'ammonite Psiloceras planorbis du Somerset (Royaume-Uni) de l'Hettangien (environ 200 millions d'années) 🔽
Et les oursins dans tout ça?
Les oursins sont des animaux marins qui colonisent presque tous les types de fonds, des récifs coralliens aux abysses, en passant par les herbiers et les sédiments profonds. Leur répartition dépend de leur régime alimentaire (algues, débris organiques, prédateurs) et de leur capacité à s’adapter aux conditions locales (température, salinité, pression).
Leur test (la "carapace") est principalement composé de calcite (en micro cristaux invisibles à l'oeil nu), la calcite étant la forme cristalline stable du carbonate de calcium (CaCO3). Les oursins utilisent presque exclusivement la calcite pour construire leur squelette, et non l’aragonite (une autre forme cristalline du carbonate de calcium plus instable et moins résistante à long terme). L’aragonite est plus courante chez d’autres organismes marins (comme certains coraux ou mollusques).
Outre le test à l'acide, une observation de la cassure permet de distinguer l'aragonite et la calcite. L'aragonite a une cassure conchoïdale (fracture nette, lisse et courbe, évoquant l'intérieur d'une coquille), la calcite possède une cassure en gradins (fracture nette, lisse et en escalier).
Le test des oursins contient également des composés organiques comme la chitine (qui est également le composant principal de l'exosquelette des insectes), ainsi que du magnésium, du fer ou du manganèse inclus dans la structure du carbonate de calcium.
Le genre Micraster, très fréquent dans la craie de la région, etait un oursin qui vivait enfoui dans le sédiment meuble. Il n'est pas rare d'en trouver "en place", c'est à dire en position de mort (pas de transport, pas de désarticulation).
Micraster decipiens du Crétacé de Normandie (vue apicale) 🔽
Micraster decipiens du Crétacé de Normandie (vue latérale) 🔽
Sources
Comment valider cette Earth Cache
Petit rappel concernant les "Earth Caches": il n'y a pas de contenant à rechercher, ni de logbook. Il suffit de se rendre sur les lieux, de répondre aux questions ci-dessous. Vous pouvez loger en "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.
Localisation
📌 Rappel des questions
- 1 : Quelles sont les limites entre les processus de surface et ceux de faible profondeur?
- 2 : Sur le bloc (masqué en orange sur la photographie - voir Localisation) se trouve un oursin en coupe (Micraster). Décrivez le en le comparant avec les photographies dans le descriptif : épaisseur du test, forme, structure (attention, ne pas confondre avec la craie présente à l'intérieur du test).
- 3 : Avec vos observations et le descriptif, quels sont les processus de diagénèse subis par la craie et l'oursin?
- 4 : Une photo de vous ou d'un objet vous représentant, devant le portail de la brasserie, est obligatoire pour valider cette Earth Cache.
Merci par avance de ne pas poster de photo spoiler dans vos logs! 🙂
Bon Geocaching!
This cache was placed for the Mega Event ⚔️🛡️🏰 Au blason! 🏰🛡️⚔️ at Vaucelles Abbey GCB89NQ. The organizers envisioned this gathering as a convivial occasion for geocaching enthusiasts, nature lovers, heritage aficionados, and history buffs. Our aim is to allow every type of player to enjoy this hobby as they wish and to share moments of exchange and connection with others around historical sites in the Nord-Pas-de-Calais region.
The diagenesis of a sea urchin
The aim of this Earth Cache is to help you (re)discover diagenesis.
🕒 Opening hours: open to the public
🧰 Equipment: a magnifying glass might come in handy
📌 Questions
- 1: What are the boundaries between surface processes and shallow-depth processes?
- 2: On the boulder (highlighted in orange in the photograph – see Location) there is a cross-section of a sea urchin (Micraster). Describe it by comparing it with the photographs in the description: thickness of the shell, shape, structure (note: do not confuse it with the chalk present inside the shell).
- 3: Based on your observations and the description, what diagenetic processes have the chalk and the sea urchin undergone?
- 4: A photo of yourself or an object representing you, taken in front of the brewery gate, is required to validate this EarthCache.
What is diagenesis?
"Diagenesis refers to the set of physico-chemical and biochemical processes by which loose sediment deposits are transformed into sedimentary rocks." It generally occurs at shallow depths (where pressure and temperature are low) and in an environment where interactions between rock and water are fundamental.
Most often, sediments consist of fragments of ancient rocks and sometimes contain the remains of organisms (usually microscopic) and minerals. These sediments are generally loose and water-rich, and diagenesis ‘transforms’ them into compact sedimentary rocks through chemical, biochemical and physical processes. These processes occur at the surface and then at shallow depths. The effects of burial diagenesis are gradual rather than abrupt. The boundary between surface processes and those occurring at shallow depths lies at a depth of 1 to 2 km and at a temperature of around 30 to 70 °C.
Surface processes
The activity of burrowing organisms can mix loose sediment, whilst bacteria and protozoa can promote the formation of phosphates, oil, coal or even pyrite.
In the case of exposed sediments, dissolution can occur through the action of water, which carries the elements down into the depths.
Dehydration of a sediment will harden it and alter its physical properties.
Early cementation may also occur, particularly in a coastal environment.
Shallow processes
Cementation occurs through the precipitation of elements dissolved in water: the sediment particles are then cemented together.
Through the accumulation of minerals, concretions may form (nodules, geodes, septaria).
Epigenesis refers to the transformation of a pre-existing mineral into another of the same composition (for CaCO₃, typically the aragonite contained in the calcareous remains of organisms is transformed into calcite).
Metasomatism refers to the replacement of one mineral by another without a change in volume (calcite CaCO₃ is sometimes replaced by pyrite FeS₂).
Under the pressure of overlying sediments, water tends to escape: this is compaction. Once the water has left the sediment, the grains rearrange themselves to bear the load: this is consolidation.
Some examples of diagenesis at shallow depths
The cementation is light yellow around the oolites [by Mark A. Wilson (Department of Geology, The College of Wooster)] 🔽
Septaria from the Miocene (around 15 million years ago) 🔽
Silica epigenesis of wood from Indonesia (approximately 20 million years old) 🔽
Pyrite metasomatism in a Spirifer (brachiopod) from the Middle Devonian (approximately 385 million years ago) in Ohio, USA 🔽
A compaction of the ammonite Psiloceras planorbis from Somerset (United Kingdom) from the Hettangian (approximately 200 million years ago) 🔽
And what about the sea urchins?
Sea urchins are marine animals that inhabit almost every type of seabed, from coral reefs to the deep sea, including seagrass beds and deep-sea sediments. Their distribution depends on their diet (algae, organic debris, predators) and their ability to adapt to local conditions (temperature, salinity, pressure).
Their shell (the ‘carapace’) is mainly composed of calcite (in microcrystals invisible to the naked eye), calcite being the stable crystalline form of calcium carbonate (CaCO₃). Sea urchins use almost exclusively calcite to build their skeleton, rather than aragonite (another crystalline form of calcium carbonate that is more unstable and less durable in the long term). Aragonite is more common in other marine organisms (such as certain corals or molluscs).
In addition to the acid test, examining the fracture can help distinguish between aragonite and calcite. Aragonite has a conchoidal fracture (a clean, smooth, curved break, resembling the inside of a shell), whilst calcite has a step-like fracture (a clean, smooth, stair-step break).
Sea urchin shells also contain organic compounds such as chitin (which is also the main component of the insect exoskeleton), as well as magnesium, iron or manganese incorporated into the calcium carbonate structure.
The genus Micraster, very common in the chalk of the region, was a sea urchin that lived buried in loose sediment. It is not uncommon to find them ‘in situ’, that is to say in their death position (no transport, no disarticulation).
Micraster decipiens from the Cretaceous of Normandy (apical view) 🔽
Micraster decipiens from the Cretaceous period in Normandy (side view) 🔽
References
How to validate this Earth Cache
A reminder about the "Earth Caches": there is no container to look for, nor a logbook. You just have to go to the place and answer the questions below. You can log in "Found it" and send me your suggestions for answers, either via my profile, or via the geocaching.com message center, and I will contact you if there is a problem.
Location
📌 Reminder of questions
- 1: What are the boundaries between surface processes and shallow-depth processes?
- 2: On the boulder (highlighted in orange in the photograph – see Location) there is a cross-section of a sea urchin (Micraster). Describe it by comparing it with the photographs in the description: thickness of the shell, shape, structure (note: do not confuse it with the chalk present inside the shell).
- 3: Based on your observations and the description, what diagenetic processes have the chalk and the sea urchin undergone?
- 4: A photo of yourself or an object representing you, taken in front of the brewery gate, is required to validate this EarthCache.
Thank you in advance for not posting spoilers in your logs! 🙂
Happy Geocaching!