Introduction
En arrivant dans le site archéologique de Fourvière, vous empruntez un pavage ancien en granite. Une des dalles va attirer votre attention car elle contient plusieurs cavités circulaires. Ces formes intrigantes sont le résultat de processus géologiques très lents.
🎯 L’objectif de cette EarthCache est d’observer, mesurer et comprendre les mécanismes d’altération de ce granite, puis identifier la forme géomorphologique présente.
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.
Pour valider la Earthcache
Pour pouvoir valider cette EarthCache, vous devrez répondre correctement aux questions suivantes et ajouter à votre log une photo de vous, de votre GPS ou de votre pseudo au waypoint de la cache. Cette photo permettra de valider le « trouvé » en cas de mauvaise réponse aux questions. Attention : ne pas montrer les réponses sur votre photo.
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Vous pouvez loguer la cache "trouvé" sans attendre ma confirmation, je vous contacterai en cas de problème.
N’hésitez pas à lire le descriptif pour vous aider à répondre aux questions.
Question 1: Mesurer la profondeur et le diamètre moyen des cavités visibles.
Question 2: Décrivez la texture au fond (sable granitique ? lisse ?).
Question 3: Quel mécanisme semble le plus actif ici (chimique, gel/dégel, mécanique) ? Justifiez.
Question 4: Estimez l’âge approximatif des cavités en supposant qu’elles se sont formées en climat tempéré.
Question 5: À partir des descriptions des deux formes, identifiez celle qui correspond à ce site.
L’altération du granite
Le granite, roche magmatique composée de quartz, feldspaths et micas, est réputé pour sa dureté. Pourtant, il s’altère sous l’action de l’eau, des cycles climatiques et parfois de l’activité mécanique.
Deux formes typiques peuvent alors apparaître dans une roche altérée.
Ce sont toutes des formes en creux, mais leurs contextes et leurs processus de formation sont différents.
Forme A: les cuvettes d’altération
En géomorphologie, ce type de dépression arrondie, plus large que profonde, est creusée dans la surface d’un granite ou autres roches cohérentes.
Elle a une forme en creux qui ressemble à une cuvette. Sa formation est due à une altération mixte (physique, chimique, parfois biologique). Elle peut être dynamique, avec cycles remplissage–vidange, accumulation de sédiments, etc.
On les rencontre fréquemment sur les dalles granitiques affleurantes, parfois groupées, et peuvent mesurer de quelques centimètres à plus d’un mètre de diamètre.
Processus de formation
Le point de départ est souvent une très légère dépression ou une zone un peu plus altérable (micro‑fracture, minéral plus fragile) où l’eau de pluie a tendance à stagner.
L’eau retenue y provoque une altération chimique du granite (hydrolyse des feldspaths, oxydation des biotites, etc.), qui transforme les minéraux en argiles et particules fines plus facilement exportées.
Dans le cas d’une hydrolyse d’un minéral, on a la réaction chimique suivante :
Minéral primaire + Eau ------------> Minéral secondaire + Solution de lessivage.
Si le minéral est de l’orthose (feldspaths potassique courant), et que l’eau se renouvelle suffisamment, on obtient :
2(Si3Al)O8K + 11H2O -------------> Si2O5Al2(OH)4 + 4Si(OH)4 + 2(K+, OH-)
Orthose + eau kaolinite + solution de lessivage
À chaque épisode pluvieux, la cuvette retient à nouveau de l’eau, ce qui relance l’altération : ce phénomène en boucle creuse progressivement la dépression.
Dans les climats tempérés ou froids, les cycles gel‑dégel fracturent aussi mécaniquement les minéraux au fond de la cuvette, ce qui accélère l’élargissement et l’approfondissement de la structure.
Les particules altérées s’évacuent par ruissellement quand la cuvette déborde, ou sont enlevées par le vent une fois la surface sèche, laissant un fond relativement propre et plus dur.
Ce nettoyage régulier du fond empêche le colmatage : la cuvette reste ouverte, continue de retenir l’eau, et peut évoluer sur des milliers d’années en véritables bassins plus grands et plus profonds.
En résumé les cavités d’altération ce sont :
- Caractéristiques : dépressions isolées servant de réservoirs temporaires et parfois disposées en groupe sur des surfaces horizontales.
- Formation :
- Altération chimique : dissolution des feldspaths → sable granitique.
- Gel/dégel : expansion de l’eau gelée → fracturation.
- Érosion mécanique : évacuation des particules par ruissellement.
- Taille : de quelques centimètres jusqu’à plus d’un mètre.
Forme B: potholes fluviaux (les marmites des géants)
Un pothole (marmite de géant) est une dépression circulaire naturelle creusée dans le lit rocheux d’une rivière par l’action tourbillonnante de galets et de sables entraînés par un courant turbulent.
Les parois sont en général très lisses, presque cylindriques, et la cavité est strictement liée au fonctionnement d’un chenal fluvial actuel ou ancien, souvent dans des gorges ou au pied de chutes d’eau.
Processus de formation
Le lit de la rivière comporte de nombreuses irrégularités, au niveau desquelles le courant va former des tourbillons. Les galets et autres grains de sable vont se retrouver piégés dans ces petites dépressions.
Sous l'action du courant, ils vont alors se mettre à tourner, creusant ainsi la roche au fur et à mesure et y créant un trou circulaire plus ou moins profond.
Il peut ainsi arriver de trouver des marmites qui soient plus large dans le fond que dans la partie supérieure. La taille et la profondeur des marmites est très variables. Elles dépendent du temps depuis lequel les marmites sont en activité, de la dureté de la roche et des galets, de la puissance du courant... Les plus grandes peuvent mesurer plusieurs dizaines de mètres de diamètre.
Pour des marmites de géant se forment, il faut cependant que la dureté des galets soit plus importante que celle de la roche encaissante.
Avec le temps, les galets s'arrondissent pour former des sphères polies qu'il est possible de retrouver dans le lit des rivières. Ils peuvent finir par s'éroder complètement mais l'arrivée régulière de nouveaux galets contribue à l'approfondissement de la marmite.
En résumé les marmites de géant ce sont :
- Caractéristiques : Cavités cylindriques dans les lits de rivières.
- Formation :
- Rotation de galets sous l’effet du courant → abrasion mécanique.
- Taille : Quelques cm à plusieurs mètres.
Estimation de l’âge sur le terrain
Voici une méthode pratique pour estimer l’âge des cavités d’altération sur le terrain, en utilisant des observations et des calculs indirects :
1. Mesurer la profondeur et le diamètre
- Utilise un pied à coulisse ou une règle pour mesurer :
- Profondeur moyenne (en cm)
- Diamètre moyen (en cm)
- Note si les bords sont nets (formation récente ou anthropique) ou arrondis/altérés (formation naturelle ancienne).
2. Estimer le taux d’altération du granite
- En climat tempéré, l’altération chimique du granite est extrêmement lent :
- Ordre de grandeur : 0,1 à 1 mm par siècle (selon exposition, cycles gel/dégel, présence d’eau).
- Par exemple, si la cavité fait 5 cm de profondeur, à 0,5 mm/siècle :
Âge estimé = 50 mm divisé par 0,5 mm/siècle = 100 siècles = 10 000 ans
Attention : Ceci est une estimation théorique, car le taux dépend de nombreux facteurs (climat, cycles gel/dégel, stagnation d’eau).
3. Observer la texture interne
- Si le fond contient arène granitique (sable grossier) → processus naturel lent.
- Si le fond est lisse, poli → possible intervention humaine.
4. Comparer avec les cavités voisines
- Si elles sont nombreuses et régulières, anthropiques possibles → datation archéologique par contexte.
- Si elles sont dispersées, irrégulières, probablement naturelles → âge très ancien.
Sources bibliographique
[1] Définition | Marmite de géant : qu'est-ce que c'est ? https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/terre-marmite-geant-1072/
[2] Panhole https://en.wikipedia.org/wiki/Panhole
[3] Pothole (landform) - Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Pothole_(landform)
[4] hydrolyse felsdpath https://eduterre.ens-lyon.fr/thematiques/hydro/erosion/hydrolyse
Introduction
When you arrive at the Fourvière archaeological site, you will walk on ancient granite paving. One of the slabs will catch your eye because it has several circular cavities. These intriguing shapes are the result of very slow geological processes.
🎯 The goal of this EarthCache is to observe, measure, and understand the mechanisms of weathering of this granite, then identify the present geomorphological form. Basin, which at that time was covered by a warm, shallow, tropical-type sea.
Reminder about EarthCaches: There is no container to find and no logbook to sign. You simply need to visit the location, answer the questions, and send your answers to me.
To validate the Earthcache
To validate this EarthCache, you must correctly answer the following questions and include in your log a photo of yourself, your GPS, or your username at the cache waypoint. This photo will help confirm the “found” status in case of incorrect answers. Important: do not show your answers in the photo.
Please send your answers via my profile or through the geocaching.com messaging system—do not include them in your log. Logs submitted without answers will be deleted.
You may log the cache as “found” without waiting for my confirmation; I will contact you if there’s an issue.
Feel free to read the description text. You’ll likely need it to answer some of the questions.
Question 1: Measure the depth and average diameter of visible cavities.
Question 2: Describe the texture at the bottom (granitic sand? Smooth?).
Question 3: Which mechanism seems to be most active here (chemical, freeze/thaw, mechanical)? Justify your answer.
Question 4: Estimate the approximate age of the cavities, assuming that they formed in a temperate climate.
Question 5: Based on the descriptions of the two forms, identify which one corresponds to this site.
The weathering of granite
Granite, an igneous rock composed of quartz, feldspars, and micas, is renowned for its hardness. However, it weathered under the action of water, climatic cycles, and sometimes mechanical activity.
Two typical forms can then appear in weathered rock.
These are all hollow forms, but their contexts and formation processes are different.
Form A: weathering basins
In geomorphology, this type of rounded depression, wider than it is deep, is carved into the surface of granite or other coherent rocks.
It has a hollow shape resembling a basin. Its formation is due to mixed weathering (physical, chemical, sometimes biological). It can be dynamic, with cycles of filling and emptying, sediment accumulation, etc.
They are frequently found on outcropping granite slabs, sometimes grouped together, and can measure from a few centimeters to over a meter in diameter.
Creation process
The starting point is often a very slight depression or a slightly more alterable area (micro-fracture, more fragile mineral) where rainwater tends to stagnate.
The retained water causes chemical alteration of the granite (hydrolysis of feldspars, oxidation of biotites, etc.), which transforms the minerals into clays and fine particles that are more easily exported.
In the case of mineral hydrolysis, the following chemical reaction occurs:
Primary mineral + Water ------------> Secondary mineral + Leaching solution.
If the mineral is orthoclase (common potassium feldspar) and the water is sufficiently renewed, we obtain:
2(Si3Al)O8K + 11H2O -------------> Si2O5Al2(OH)4 + 4Si(OH)4 + 2(K+, OH-)
Orthose + water kaolinite + leaching solution
Each time it rains, the basin retains water again, restarting the weathering process: this cyclical phenomenon gradually deepens the depression.
In temperate or cold climates, freeze-thaw cycles also mechanically fracture the minerals at the bottom of the basin, accelerating the widening and deepening of the structure.
The weathered particles are washed away by runoff when the basin overflows, or are removed by the wind once the surface is dry, leaving a relatively clean and harder bottom.
This regular cleaning of the bottom prevents clogging: the basin remains open, continues to retain water, and can evolve over thousands of years into larger and deeper basins.
In summary, weathering cavities:
- Features : isolated depressions serving as temporary reservoirs and sometimes arranged in groups on horizontal surfaces.
- Creation :
- Chemical alteration: dissolution of feldspars → granitic sand.
- Freezing/thawing: expansion of frozen water → fracturing.
- Mechanical erosion: evacuation of particles by runoff.
- Size : from a few centimeters to over a meter.
Form B: river potholes (giant's kettles)
A pothole is a natural circular depression carved into the rocky bed of a river by the swirling action of pebbles and sand carried by a turbulent current.
The walls are generally very smooth, almost cylindrical, and the cavity is strictly related to the functioning of a current or former river channel, often in gorges or at the foot of waterfalls.
Creation process
The riverbed has many irregularities, where the current forms whirlpools. Pebbles and grains of sand become trapped in these small depressions.
Under the action of the current, they begin to rotate, gradually digging into the rock and creating a circular hole of varying depth.
This can result in potholes that are wider at the bottom than at the top. The size and depth of potholes vary greatly. They depend on how long the potholes have been active, the hardness of the rock and pebbles, the strength of the current, and other factors. The largest potholes can measure several tens of meters in diameter.
However, for giant potholes to form, the pebbles must be harder than the surrounding rock.
Over time, the pebbles become rounded to form smooth spheres that can be found in river beds. They may eventually erode completely, but the regular arrival of new pebbles contributes to the deepening of the pothole.
In summary, river potholes :
- Features: Cylindrical cavities in riverbeds.
- Creation :
- Rotation of pebbles under this effect of the current → mechanical abrasion
- Size : From a few centimeters to several meters.
Age estimation in the field
Here is a practical method for estimating the age of weathering cavities in the field, using observations and indirect calculations:
1. Measure depth and diameter
- Use a ruler to measure:
- Average depth (in cm)
- Average diameter (in cm)
- Note wether the edge are sharp (recent formation) or rounded/alterated (ancient natural formation).
2. Estimate the rate of deterioration of granite
- In temperte climat, the chemical weathering of granite is extremely slow:
- Order of magnitude : 0,1 à 1 mm per century (depending of exposure, freeze/thaw cycles, presence of water).
- For example, if the cavity is 5 cm deep, at 0.5 mm/century:
Estimated age = 50 mm divided by 0,5 mm/century = 100 centuries = 10 000 years
Attention : This is a theoretical estimate, as the rate depends on many factors (climate, freeze/thaw cycles, water stagnation).
3. Observe the internal textural
- If the bottom contains granite sand (coarse sand) → slow natural process.
- If the bottom is smooth and polished → possible human intervention.
4. Compare with the other bassins
- If they are numerous and regular, possible anthropogenic → archaeological dating by context.
- If they are scattered, irregular, probably natural → very old age.