🐚 DK07 🐚 – BGD – géologie du cénotaphe EarthCache

Introduction

Dunkerque est une ville bâtie sur du sable, de la vase et de la tourbe. Ici, la roche n’affleure nulle part. Pas un rocher, pas une carrière, pas un caillou en place.

Alors quand la ville a voulu, au lendemain de la Grande Guerre, dresser un monument de pierre pour ses quinze cents morts, il a fallu faire venir la pierre d’ailleurs. Elle est arrivée de Lorraine, à plus de 350 km. Et ce n’est pas n’importe quelle pierre : c’est un morceau de fond marin vieux de plus de 150 millions d’années, une roche presque entièrement fabriquée par des animaux.

🎯 L’objectif de cette EarthCache est de vous apprendre à reconnaître, à l’œil nu et sans rien toucher, une roche construite par des organismes marins, puis à lire sur une seconde roche les traces chimiques d’un vieillissement en bord de mer.

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.

Précautions d’usage

⚠️ Sécurité : le monument se situe en zone piétonne, sur un vaste espace pavé et plat. Restez néanmoins attentifs aux véhicules de service pouvant circuler sur la place.

⚠️ Règlement : vous êtes devant un monument aux morts et au pied d’un beffroi inscrit au patrimoine mondial. Le recueillement est de rigueur. Il est interdit de monter sur le monument, de franchir les chaînes, de toucher les sculptures ou de gratter quoi que ce soit. Toutes les observations demandées se font à distance, à l’œil ou à l’aide d’un appareil photo. Les jours de cérémonie (11 novembre, 8 mai), l’accès peut être restreint : différez votre visite.

⚠️ Équipement : aucun matériel spécial. Une journée ensoleillée en fin d’après-midi est idéale : la façade est alors éclairée en lumière rasante, ce qui révèle beaucoup mieux le grain de la pierre qu’un ciel couvert.

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. Merci d’envoyer vos réponses via mon profil ou via la messagerie geocaching.com, ne les donnez pas dans votre log. Les logs enregistrés sans réponses seront supprimés.

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 — Placez-vous devant une surface verticale claire du monument, à hauteur de regard, dans une zone abritée de la pluie.

(a) Décrivez le grain de la pierre : les éléments qui la composent vous paraissent-ils arrondis ou anguleux, et quelle taille moyenne leur donnez-vous (moins de 1 mm, 1 à 2 mm, plus de 2 mm) ?

(b) Déplacez-vous ensuite lentement de gauche à droite en gardant les yeux sur la même zone. Observez-vous des points lumineux qui apparaissent puis s’éteignent selon votre position ?

Question 2 — Approchez-vous d’une des deux bornes de pierre plantées devant le monument et observez son chapeau, la partie supérieure épargnée par toute coloration. Citez deux différences visibles entre cette roche et la pierre claire de l’élévation (par exemple : taille et forme des éléments, régularité, contraste de teinte à l’intérieur de la roche, présence ou absence d’éléments d’origine biologique). Laquelle des deux est formée de débris accumulés ?

Question 3 — Regardez maintenant le fût de cette même borne, coloré en brun-orangé.

(a) À quelle hauteur la coloration commence-t-elle et dans quelle direction s’étend-elle, par rapport à la pièce métallique fixée sur la borne ? Le chapeau, au-dessus, est-il coloré ou indemne ?

(b) D’après cette géométrie, indiquez laquelle des deux origines expliquées dans le descriptif est à l’œuvre ici, et désignez le point d’où part la coloration.

Question 4 — La coloration observée sur la borne est orangée. Comparez-la avec la teinte que prennent les ornements en bronze du candélabre voisin. En vous appuyant sur ce que le descriptif dit de la couleur des dépôts selon le métal, qu’en déduisez-vous sur la nature de la pièce métallique responsable de la coloration de la borne ?

Question 5 — (question ouverte, aucune réponse unique attendue) Ce monument met côte à côte une roche née au fond d’une mer chaude il y a 160 millions d’années et une roche née dans la profondeur de la croûte terrestre. La première porte les marques du temps géologique, la seconde celles d’un siècle passé en bord de mer. Selon vous, laquelle des deux « vieillit » le plus vite ici, et qu’est-ce qui, dans sa nature ou dans sa mise en œuvre, pourrait l’expliquer ?

Présentation du site

Le cénotaphe est enchâssé sous une grande arcade, entre deux piliers du beffroi Saint-Éloi. Conçu par le sculpteur Pierre Fritel avec le concours de l’artiste dunkerquois Charles Marquette, il perpétue le souvenir d’environ 1 500 Dunkerquois tombés pendant la Première Guerre mondiale. Au centre repose un gisant, figure du soldat inconnu, sur un sarcophage au pied duquel ont été déposés un fusil, un sac et un casque. De part et d’autre sont gravés les noms des grandes batailles. Au-dessus veillent deux allégories féminines, la Justice et la Liberté.

Ce qui nous intéresse ici, ce n’est pas la sculpture : c’est la matière.

Géologie

Une ville sans pierre

La carte géologique de Dunkerque le dit sans détour, et c’est ce qui fait sa singularité : sur toute l’étendue de la feuille, aucune formation antérieure au Quaternaire n’affleure nulle part. Pas un affleurement, pas une carrière de pierre, pas un caillou en place.

Sous vos pieds, plus de trente mètres de sables marins, de vases et de tourbes se sont accumulés au cours des dix derniers millénaires, à mesure que la mer remontait après la dernière glaciation. Dessous s’étend partout la même argile grise à bleutée, déposée il y a une cinquantaine de millions d’années : l’argile des Flandres.

La roche existe pourtant. Il y a bien de la craie à silex sous Dunkerque — mais à plus de cent mètres de profondeur, scellée sous l’épaisse couverture des terrains tertiaires. Quant au vieux socle, il plonge vers trois cents mètres du côté de Bergues. Les premières falaises de roche en place sont à des dizaines de kilomètres vers l’ouest.

Il n’est donc resté à cette région qu’un seul matériau minéral à portée de main : la couverture de limons et de sables déposés par les vents glaciaires du Pléistocène. Cuite dans les briqueteries locales, elle a donné les briques jaunes si caractéristiques du pays — celles-là mêmes dont les piliers du beffroi, tout autour de vous, offrent un bel exemple. Ces briqueteries ont aujourd’hui toutes fermé.

Toute pierre de taille visible en ville est donc importée, et c’est le port et les canaux qui l’ont permis.

Un fond marin lorrain

La pierre claire de l’élévation vient des Côtes de Meuse, près de Commercy. On l’appelle pierre d’Euville. Les géologues la nomment autrement : une entroquite.

Un mot d’explication. Les crinoïdes — que l’on surnomme « lys de mer » — sont des animaux marins de la même famille que les oursins et les étoiles de mer. Ils ressemblent à une fleur montée sur une longue tige, fixée au fond. Cette tige n’est pas d’un seul tenant : elle est faite d’une pile de petits disques calcaires empilés comme des rondelles, appelés entroques (ou articles).

À la mort de l’animal, la tige se désarticule en quelques jours et libère ses centaines de disques. Il y a environ 160 millions d’années — au Jurassique supérieur, étage Oxfordien —, l’est du Bassin parisien était couvert d’une mer chaude et peu profonde, parsemée de récifs coralliens. Sur ses fonds agités poussaient de véritables prairies de crinoïdes. Les courants ont démantelé ces prairies, trié les disques, les ont entassés et lavés de toute boue. Puis un ciment calcaire les a soudés.

Le résultat, c’est la pierre d’Euville : une roche qui n’est pas une pierre contenant des fossiles. C’est une roche entièrement constituée de fossiles.

Pourquoi cette pierre scintille

Voici la particularité la plus remarquable de cette roche, et elle est visible sans loupe.

Chez les crinoïdes — et chez tous les échinodermes —, chaque petit disque squelettique n’est pas un assemblage de microcristaux : c’est un cristal unique de calcite. Un seul, d’un seul tenant, malgré son aspect poreux.

Lorsque la roche s’est cimentée, la calcite du ciment s’est déposée dans le prolongement exact de chaque cristal-hôte, en conservant la même orientation cristalline. Chaque grain et son ciment se sont ainsi soudés en un seul gros cristal de calcite.

Or un cristal de calcite possède des plans de rupture privilégiés, plats et réguliers, appelés plans de clivage. Quand la lumière frappe la roche sous un certain angle, ces plans se comportent comme autant de minuscules miroirs. C’est ce qui donne à la pierre d’Euville son aspect scintillant : des éclats brefs qui apparaissent et s’éteignent quand on se déplace. Une roche ordinaire ne fait pas cela.

Une roche de l’autre monde

Les deux bornes plantées devant le monument sont d’une tout autre nature. Regardez leur chapeau : vous n’y verrez ni grains accumulés, ni débris d’organismes, mais des cristaux jointifs de teintes différentes, imbriqués les uns dans les autres comme les pièces d’un puzzle. Cette texture, dite grenue, est la signature d’un magma refroidi lentement en profondeur, sur des milliers d’années, laissant à chaque minéral le temps de cristalliser.

Deux roches, deux mondes : l’une s’est déposée grain par grain au fond d’une mer, l’autre a cristallisé dans la chaleur de la croûte terrestre.

Pourquoi une pierre se colore en orange

Descendez maintenant le regard vers le fût de la borne, teinté de brun-orangé.

Une pierre ne rouille pas comme un clou, mais du fer présent quelque part finit toujours par s’oxyder au contact de l’eau et de l’air. Il se transforme alors en oxydes et hydroxydes de fer — goethite, limonite, hématite —, des minéraux de teinte jaune à brun-rouge. C’est une altération dite supergène : elle se produit à basse température, à l’air libre, sous l’action de l’eau de pluie. À Dunkerque, les embruns salés venus de la mer du Nord accélèrent nettement le processus.

Ce fer peut avoir deux provenances, et elles ne laissent pas la même signature :

• Le fer vient de la pierre elle-même. Certaines roches cristallines contiennent des minéraux ferrifères, qui s’oxydent sur place, un par un. Signature : de petites taches diffuses, dispersées dans la masse, sans point de départ unique, et réparties sur toute la pierre, du haut en bas.
• Le fer vient d’une pièce métallique extérieure. Une attache, un goujon de scellement, une tige d’ancrage corrode, et le fer dissous est entraîné par la pluie. Signature : une coloration qui part d’un point précis et se propage vers le bas, la gravité guidant le ruissellement — laissant intacte toute surface située au-dessus du point d’émission.

Un indice supplémentaire vous est offert par le monument lui-même. Cherchez le candélabre fixé au pilier de brique : ses ornements sont en bronze, un alliage de cuivre. Le cuivre exposé à l’air forme des sels de teinte verte à bleu-vert, jamais orangée. (Attention à ne pas confondre avec la peinture verte des chaînes, qui est uniforme et sans nuances.)

La couleur d’un dépôt trahit le métal qui l’a produit.

Fer, c’est orange. Cuivre, c’est vert. Gardez-le en tête devant les bornes : ce que vous y verrez ne correspond peut-être pas à ce que vous attendiez.

Phénomène principal

Une roche née du démantèlement d’un fond marin jurassique, transportée sur 350 km jusqu’à une ville dépourvue de toute pierre, et dont chaque grain — hérité d’un animal mort il y a 160 millions d’années — est encore aujourd’hui un cristal de calcite qui renvoie la lumière.

Références

1. LEPLAT J., SOMMÉ J., BAETEMAN C. & PAEPE R. (1989). Notice explicative, Carte géologique de la France à 1/50 000, feuille Dunkerque – Hondschoote (3). Orléans : BRGM, 22 p. Disponible sur : http://ficheinfoterre.brgm.fr/Notices/0003N.pdf
2. BRGM. Carte géologique de Commercy à 1/50 000, notice disponible sur infoterre.brgm.fr (formation d’origine du matériau — référence à compléter)
3. Hilly J. & Haguenauer B. (1979). Lorraine – Champagne. Guides géologiques régionaux, Masson.
4. Tucker M.E. & Wright V.P. (1990). Carbonate Sedimentology. Blackwell. ISBN 978-0-632-01472-9
5. Foucault A., Raoult J.-F., Cecca F. & Platevoet B. (2014). Dictionnaire de Géologie. Dunod. ISBN 978-2-10-059735-2
6. Lithothèque de Lorraine, académie de Nancy-Metz — fiches « Les carrières d’entroquite d’Euville » et « Pierre d’Euville, carrière de Mécrin ». sites.ac-nancy-metz.fr/base-geol/
7. Université de Lille, base Monuments aux morts, fiche n°224 « Dunkerque – Place ». monumentsmorts.univ-lille.fr/monument/224/

Introduction

Dunkirk is a town built on sand, mud and peat. Here, bedrock does not outcrop anywhere. Not a single rock, not a quarry, not one stone in place.

So when the town decided, in the aftermath of the Great War, to raise a stone monument to its fifteen hundred dead, the stone had to be brought in from elsewhere. It came from Lorraine, more than 350 km away. And it is no ordinary stone: it is a piece of seabed over 150 million years old, a rock made almost entirely by animals.

🎯 The purpose of this EarthCache is to teach you to recognise, with the naked eye and without touching anything, a rock built by marine organisms, and then to read on a second rock the chemical traces of a century of ageing by the sea.

A reminder about EarthCaches: there is no container to find and no logbook to sign. You simply need to visit the site, answer the questions and send me your answers.

Safety and courtesy

⚠️ Safety: the monument stands in a pedestrian area, on a wide, flat paved square. Even so, stay alert for service vehicles crossing the square.

⚠️ Rules: you are standing at a war memorial, at the foot of a belfry listed as World Heritage. Please behave respectfully. Do not climb on the monument, do not step over the chains, do not touch the sculptures and do not scratch anything. All the observations required are made from a distance, by eye or with a camera. On commemoration days (11 November, 8 May) access may be restricted: please postpone your visit.

⚠️ Equipment: none required. A sunny day in late afternoon is ideal: the façade is then lit by low, grazing light, which reveals the grain of the stone far better than an overcast sky.

To validate this EarthCache

To validate this EarthCache, you must answer the following questions correctly and add to your log a photo of yourself, of your GPS or of your username at the cache waypoint. This photo allows the “found it” to be validated in case of a wrong answer. Please note: do not show the answers in your photo. Please send your answers through my profile or through geocaching.com messaging, do not post them in your log. Logs recorded without answers will be deleted.

You may log the cache as “found” without waiting for my confirmation; I will contact you if there is a problem.

Feel free to read the description to help you answer the questions.

Question 1 — Stand in front of a pale vertical surface of the monument, at eye level, in an area sheltered from the rain. (a) Describe the grain of the stone: do the elements making it up look rounded or angular, and what average size would you give them (less than 1 mm, 1 to 2 mm, more than 2 mm)? (b) Now move slowly from left to right, keeping your eyes on the same area. Do you see points of light appearing and then going out as you change position?

Question 2 — Now step up to one of the two stone bollards standing in front of the monument and look at its cap, the upper part free of any staining. Give two visible differences between this rock and the pale stone of the elevation (for example: size and shape of the elements, regularity, contrast of tone within the rock, presence or absence of elements of biological origin). Which of the two is made of accumulated debris?

Question 3 — Now look at the shaft of that same bollard, stained orange-brown. (a) At what height does the staining begin, and in which direction does it spread, relative to the metal fitting attached to the bollard? Is the cap above it stained or untouched? (b) From this geometry, state which of the two origins explained in the description is at work here, and identify the point the staining starts from.

Question 4 — The staining on the bollard is orange. Compare it with the colour taken on by the bronze ornaments of the nearby lamp bracket. Using what the description says about the colour of deposits according to the metal involved, what do you conclude about the nature of the metal fitting responsible for the staining on the bollard?

Question 5 — (open question, no single answer expected) This monument places side by side a rock born on the floor of a warm sea 160 million years ago and a rock born deep within the Earth’s crust. The first carries the marks of geological time, the second those of a century spent by the sea. In your opinion, which of the two is “ageing” faster here, and what, in its nature or in the way it was used, might explain that?

About the site

The cenotaph is set beneath a large arch, between two piers of the Saint-Éloi belfry. Designed by the sculptor Pierre Fritel with the help of the local artist Charles Marquette, it commemorates around 1,500 people from Dunkirk who died during the First World War. At its centre lies a recumbent figure, the unknown soldier, resting on a sarcophagus at the foot of which a rifle, a pack and a helmet have been laid. On either side are carved the names of the great battles. Above, two female allegories, Justice and Liberty, keep watch.

What concerns us here is not the sculpture: it is the material.

Geology

A town without stone

The geological map of Dunkirk states it plainly, and this is what makes the map sheet unusual: across its whole extent, no formation older than the Quaternary outcrops anywhere. Not one exposure, not one stone quarry, not one rock in place.

Beneath your feet, more than thirty metres of marine sands, muds and peats have piled up over the last ten thousand years, as the sea rose again after the last glaciation. Below that lies the same grey to bluish clay everywhere, laid down some fifty million years ago: the Flanders Clay.

Rock does exist, though. There is indeed flint-bearing chalk beneath Dunkirk — but more than a hundred metres down, sealed under a thick cover of Tertiary deposits. As for the old basement, it plunges to around three hundred metres near Bergues. The nearest cliffs of rock in place are tens of kilometres away to the west.

So this region was left with only one mineral material within reach: the cover of silts and sands laid down by glacial winds during the Pleistocene. Fired in local brickworks, it produced the yellow bricks so characteristic of this country — the very kind you can see in the belfry piers all around you. Those brickworks have now all closed.

Every piece of dressed stone visible in town is therefore imported, and it was the port and the canals that made it possible.

A seabed from Lorraine

The pale stone of the elevation comes from the Côtes de Meuse, near Commercy. It is known as Euville stone. Geologists call it something else: an entroquite, a crinoidal limestone.

A word of explanation. Crinoids — nicknamed “sea lilies” — are marine animals belonging to the same family as sea urchins and starfish. They look like a flower on a long stalk, anchored to the seafloor. That stalk is not a single piece: it is made of a stack of small calcareous discs piled up like washers, called columnals (or ossicles).

When the animal dies, the stalk falls apart within days and releases its hundreds of discs. Around 160 million years ago — in the Late Jurassic, Oxfordian stage — the eastern part of the Paris Basin lay under a warm, shallow sea dotted with coral reefs. On its restless floor grew genuine meadows of crinoids. Currents dismantled those meadows, sorted the discs, heaped them up and washed them clean of all mud. Then a calcareous cement welded them together.

The result is Euville stone: a rock that is not a stone containing fossils. It is a rock made entirely of fossils.

Why this stone sparkles

Here is the most remarkable feature of this rock, and it is visible without a hand lens.

In crinoids — and in all echinoderms — each small skeletal disc is not an assemblage of microcrystals: it is a single crystal of calcite. One crystal, all of a piece, despite its porous appearance.

When the rock became cemented, the calcite of the cement was deposited in exact continuity with each host crystal, keeping the same crystallographic orientation. Each grain and its cement thus welded together into one single large calcite crystal.

Now, a calcite crystal has preferred planes of splitting, flat and regular, called cleavage planes. When light strikes the rock at a certain angle, these planes behave like so many tiny mirrors. That is what gives Euville stone its sparkling appearance: brief flashes that appear and die away as you move. An ordinary rock does not do this.

A rock from another world

The two bollards planted in front of the monument are of a completely different nature. Look at their caps: you will see no accumulated grains and no organic debris, but interlocking crystals of different shades, fitted into one another like the pieces of a jigsaw. This texture, described as granular or coarsely crystalline, is the signature of a magma that cooled slowly at depth, over thousands of years, giving each mineral the time to crystallise.

Two rocks, two worlds: one settled grain by grain on a sea floor, the other crystallised in the heat of the Earth’s crust.

Why a stone turns orange

Now lower your gaze to the shaft of the bollard, tinted orange-brown.

A stone does not rust the way a nail does, but iron present somewhere always ends up oxidising on contact with water and air. It then turns into iron oxides and hydroxides — goethite, limonite, haematite — minerals ranging from yellow to red-brown. This is called supergene alteration: it happens at low temperature, in the open air, under the action of rainwater. In Dunkirk, the salt spray off the North Sea markedly speeds the process up.

This iron can have two sources, and they do not leave the same signature:

• The iron comes from the stone itself. Some crystalline rocks contain iron-bearing minerals, which oxidise in place, one by one. Signature: small diffuse spots scattered through the mass, with no single starting point, spread over the whole stone from top to bottom.
• The iron comes from an external metal fitting. A fastening, a fixing dowel or an anchor rod corrodes, and the dissolved iron is carried down by the rain. Signature: staining that starts from a precise point and spreads downwards, gravity guiding the run-off — leaving untouched any surface located above the source point.

The monument itself offers you a further clue. Look for the lamp bracket fixed to the brick pier: its ornaments are bronze, an alloy of copper. Copper exposed to the air forms salts that are green to blue-green, never orange. (Take care not to confuse these with the green paint on the chains, which is uniform and without shading.)

The colour of a deposit betrays the metal that produced it.

Iron is orange. Copper is green. Keep that in mind at the bollards: what you find there may not be what you expected.

The main phenomenon

A rock born from the dismantling of a Jurassic seabed, carried 350 km to a town with no stone of its own, and whose every grain — inherited from an animal that died 160 million years ago — is still today a crystal of calcite catching the light.