💦 [St-Loup-Lamairé] Analysons le Calcaire ! 💦​ EarthCache

> Questions <

1. Quel type de calcaire est devant-vous ? Justifiez (texture, épaisseur des grains, couleurs présentes...)

2. Quel type d'altération pouvez-vous voir sous la zone jaune ?

3. Quel fossile pouvez-vous observer sous la zone verte ?

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> Les types de pierre calcaire <

A. Calcaire Fossilifère : Ce type de calcaire est riche en fossiles et se forme principalement à partir de coquilles et de squelettes d'organismes marins. Les fossiles intégrés peuvent fournir des informations précieuses sur les environnements passés.

B. Calcaire Oolitique : Formé de petites sphères appelées ooïdes, ce calcaire se forme dans des eaux agitées où des grains de sable ou des fragments de coquilles sont enrobés de couches concentriques de carbonate de calcium.

C.  Le Tuffeau est une roche calcaire formée essentiellement par sédimentation de débris issus de l'érosion d'autres roches et de restes d'organismes vivants (squelettes, coquilles) : elle est qualifiée de détritique. Cette roche s'est formée il y a 90 millions d'années (époque géologique du Turonien), au fond d'une mer tropicale peu profonde.

D. Travertin : Formé par la précipitation rapide de carbonate de calcium dans les sources chaudes et les grottes, le travertin présente une structure poreuse et souvent stratifiée.

E. Calcaire Coquillé : Ce calcaire est constitué en grande partie de fragments de coquilles d’organismes marins, tels que des mollusques et des bivalves. Il se forme dans des environnements marins peu profonds où l’accumulation de débris coquilliers est importante. Sa texture est souvent grossière et irrégulière, reflétant la diversité des coquilles qu’il contient.

> Les types d'altération <

A. Altération en plaques : La surface de la pierre de tuffeau se détache sous la forme d’une plaque. Ce type d’altération apparaît dans les zones très exposées, avec alternance de mouillages par la pluie puis d’évaporations intenses.

B. La dissolution sableuse - Le tuffeau est une roche carbonatée : elle est donc particulièrement affectée par les dissolutions qu'entraînent les lessivages. L'eau de pluie dissous le calcaire de la roche, l'altération étant d'autant plus forte que les pluies sont acides. Les grains de roche se dessertissent par la dissolution du ciment de calcite. Les formes en reliefs sur les murs, les sculptures, les angles saillants sont ainsi rongés progressivement. Les surfaces des pierres sont creusées, le tuffeau se transformant en poudre de sable et de mica. Sur les roches hétérogènes, le dessertissage se fait préférentiellement sur les zones les plus fragiles : on constate alors un creusement irrégulier donnant naissance à des alvéoles. On parle alors d'altération alvéolaire. Ce type d'altération se rencontre sur des zones humides mais à l'abri des changements rapides de conditions environnementales.

C. L'érosion par le sel - L'eau de pluie et l'humidité s'infiltrent dans les pierres, et mobilisent les sels contenus dans la pierre. Lors des phases de séchage, les sels migrent en surface où leur cristallisation va favoriser la formation d'écailles et d'une surface craquelée.

D. Les croûtes noires - La pollution urbaine et atmosphérique est constituée de cendres, suies, poussières, gaz d'échappements, etc. Ces pollutions génèrent le dépôt de dioxyde de souffre sur la surface de la pierre. Les carbonates de calcium (calcite) du tuffeau entrent en réaction chimique avec ce dioxyde de soufre, l’eau (pluie, humidité) et l'air : la sulfatation. Le calcite se transforme en gypse (sulfate de calcium hydraté) formant une croûte de couleur noire à la surface de la pierre de tuffeau. Ces encroûtements ne se développent que sur les parties humides mais abritées des lessivages.

E. Les altérations biologiques - La surface des pierres favorise le stockage et la stagnation de l'humidité, générant ainsi le substratum nécessaire à la pousse de graminées. Les mousses et lichens se développent, rejetant des acides oxaliques et lactiques dans la pierre qui provoquent la dissolution du calcite de la pierre de tuffeau. Ce type d'altération est favorisé sur les zones avec une exposition suffisante à la lumière (soleil, projecteurs).

> Des fossiles <

1.  Les rudistes, fossiles de mollusques bivalves aux coquilles épaisses et souvent asymétriques, sont couramment trouvés dans les formations calcaires marines du Crétacé.

2.  Les bivalves, fossiles de mollusques à coquille en deux parties, se trouvent fréquemment dans les formations sédimentaires marines.

3.  Les fossiles de vertébrés, incluant des os et parfois des dents, sont principalement trouvés dans les formations sédimentaires terrestres et parfois dans des dépôts lacustres ou marins.

4. Les ammonites, fossiles de mollusques céphalopodes en forme de coquille spiralée, sont communément trouvés dans les formations sédimentaires marines.

5. Les coraux, fossiles de cnidaires en forme de polypes, se trouvent souvent dans les formations calcaires récifales.

> Questions <

1. What type of limestone is in front of you? Justify your answer (texture, grain size, colors present, etc.).

2. What type of weathering can you see beneath the yellow area?

3. What fossil can you observe beneath the green area?

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> Types of limestone <

A. Fossiliferous Limestone: This type of limestone is rich in fossils and forms primarily from the shells and skeletons of marine organisms. Embedded fossils can provide valuable information about past environments.

B. Oolitic Limestone: Formed from small spheres called ooids, this limestone forms in rough waters where sand grains or shell fragments are coated with concentric layers of calcium carbonate.

C. Tuffeau: is a limestone rock formed primarily by the sedimentation of debris from the erosion of other rocks and remains of living organisms (skeletons, shells): it is classified as detrital. This rock was formed 90 million years ago (Turonian geological epoch), at the bottom of a shallow tropical sea.

D. Travertine: Formed by the rapid precipitation of calcium carbonate in hot springs and caves, travertine has a porous and often layered structure.

E. Shelly Limestone: This limestone consists largely of shell fragments of marine organisms, such as mollusks and bivalves. It forms in shallow marine environments where there is a high accumulation of shell debris. Its texture is often coarse and irregular, reflecting the diversity of shells it contains.

> Les types d'altération <

A. Slab weathering: The surface of the tufa stone detaches in the form of a slab. This type of weathering appears in highly exposed areas, with alternating periods of rain followed by intense evaporation.

B. Sandy dissolution: Tufa is a carbonate rock; it is therefore particularly affected by the dissolution caused by leaching. Rainwater dissolves the limestone in the rock, with weathering being even more pronounced when the rain is acidic. The rock grains become dislodged by the dissolution of the calcite cement. Relief patterns on walls, sculptures, and protruding angles are thus gradually eroded. The surfaces of the stones are hollowed out, the tufa transforming into a powder of sand and mica. On heterogeneous rocks, dislodgement occurs preferentially in the most fragile areas: irregular hollowing then gives rise to cavities. This is referred to as alveolar weathering. This type of weathering is found in wetlands but sheltered from rapid changes in environmental conditions.

C. Salt Erosion – Rainwater and humidity seep into the stones, mobilizing the salts they contain. During the drying process, these salts migrate to the surface where their crystallization promotes the formation of flakes and a cracked surface.

D. Black Crusts – Urban and atmospheric pollution consists of ash, soot, dust, exhaust fumes, etc. These pollutants generate the deposition of sulfur dioxide on the surface of the stone. The calcium carbonates (calcite) in the tuffeau react chemically with this sulfur dioxide, water (rain, humidity), and air: this process is called sulfation. The calcite transforms into gypsum (hydrated calcium sulfate), forming a black crust on the surface of the tuffeau stone. These crusts only develop on damp areas that are sheltered from erosion.

E. Biological Alterations – The surface of the stones promotes the storage and stagnation of moisture, thus creating the substrate necessary for the growth of grasses. Mosses and lichens develop, releasing oxalic and lactic acids into the stone, which cause the calcite in the tufa stone to dissolve. This type of alteration is favored in areas with sufficient exposure to light (sun, spotlights).

> Fossils <

1. Rudists, fossils of bivalve mollusks with thick and often asymmetrical shells, are commonly found in Cretaceous marine limestone formations.

2. Bivalves, fossils of mollusks with two-part shells, are frequently found in marine sedimentary formations.

3. Vertebrate fossils, including bones and sometimes teeth, are mainly found in terrestrial sedimentary formations and occasionally in lacustrine or marine deposits.

4. Ammonites, fossils of cephalopod mollusks with spiral shells, are commonly found in marine sedimentary formations.

5. Corals, fossils of polyp-shaped cnidarians, are often found in reef limestone formations.