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Une
Earthcache
Il ne s’agit pas d’une cache
physique. Pour loguer cette cache, vous devez dans un premier temps
prendre connaissance de sa description éducative en
matière de géologie, puis d’observer le
site sur lequel vous êtes, et enfin de répondre
aux questions qui vous seront posées.
Vous pourrez alors loguer en "Found it" sans attendre mais vous devez
me faire parvenir vos réponses en même temps en me
contactant soit par mail dans mon profil, soit via la messagerie
geocaching.com (Message Center), et je vous contacterai en cas de
problème. Les logs enregistrés sans
réponses seront supprimés.
Un
peu de géologie
♦ Les différentes figures
d'altération de la pierre
Les altérations prennent des formes
variées... On peut distingue 5 grandes catégories
de formes d’altération dans lesquelles sont
classées plus de 70 altérations
différentes.
- Fissures et
déformation (fracture, clivage…)
- Détachement
(boursoufflure, éclatement, délitage,
désagrégation, fragmentation, pelage,
desquamation)
- Figures
induites par des pertes de matière
(alvéolisation, érosion,
dégât mécanique, microkarst,
partie manquante, perforation, pitting)
- Altération
chromatique et dépôt
(croûte, dépôt, altération
chromatique, efflorescence, encroûtement, aspect
luisant, graffiti, patine, encrassement, subefflorescence)
- Colonisation
biologique (colonisation biologique, algue, lichen,
mousse, moisissure, plante)
Les altérations de la pierre ont de nombreuses
origines et causes possibles. Elles dépendent en premier
lieu des conditions environnementales. On parle aussi de facteurs
externes d’altération.
- le rôle l'eau
- l'action des sels
- les altérations biologiques
- l'impact de la pollution atomsphérique
FOCUS:
Le rôle primordial de l'eau
> Impact de la pluie
La présence d'eau est déterminante dans
l’apparition de la plupart des altérations. L'eau
mobilise les sels solubles, gèle, dissout les
minéraux, favorise l’implantation et
l'activité des organismes vivants, modifie les
propriétés mécaniques... Dans une
maçonnerie ou dans une oeuvre sculptée,
l’eau peut avoir plusieurs origines et engendrer des
altérations dans des zones très
différentes.
Le rôle de l'eau météorique (pluie,
ruissellement) en fonction de l'exposition est remarquable lorsque l'on
examine la distribution des dégradations sur une
façade ou une statue. Il est facile de montrer que le
cheminement des eaux détermine la nature et
l'intensité des altérations superficielles.
Ainsi, dans les grandes villes et les banlieues où la
pollution atmosphérique liée au trafic
automobile, aux industries et aux installations de chauffage est
importante, on distingue 2 grandes zones sur un parement ou une
sculpture.
Les zones blanches
sont celles qui sont exposées aux ruissellements, aux
pluies battantes. La pierre est plus ou moins
attaquée par les eaux qui dissolvent ses constituants les
plus solubles, dont la calcite. Aucun dépôt ne
peut se fixer sur ces surfaces qui sont en quelque sorte
lavées par les pluies.
Juxtaposition
de zones blanches et de zones noires sur une travée
extérieure de l’amphithéâtre
de Nîmes (France).
Dans les zones noires abritées
et des pluies et des ruissellements, il n'y a pas de lessivage par les
eaux, mais la vapeur d’eau des brumes et brouillards ou les
eaux de condensation peuvent mouiller épisodiquement la
pierre. Les particules atmosphériques se fixent sur les
surfaces et sont cimentées par des cristallisations de sels,
en particulier le gypse, formés en grande partie par
interaction de l'eau et les polluants gazeux
atmosphériques avec la pierre. Les
dépôts, appelés croûtes noires,
sont indurés, fines et lisses ou bourgeonnantes.
Il existe enfin des zones
grises où la pierre est complètement
abritée de tout apport d'eau, les particules se
déposent et ne sont jamais cimentées. Ces
dépôts de poussières meubles peuvent
être très épais, en particulier
à l’intérieur des édifices
et sur les surfaces horizontales où les particules se fixent
plus facilement. Ils se retrouvent aussi couramment à
l’intérieur des édifices sur les
surfaces rarement nettoyées.
En milieu moins pollué, rural, ce sont les recouvrements biologiques
qui sont distribués en fonction de l’exposition de
la pierre. Les surfaces exposées aux pluies, au
rejaillissement ou au ruissellement se couvrent de divers
revêtements biologiques souvent noirâtres alors que
les surfaces sèches restent nues.
Lichens et
algues noires (cyanobactéries) colonisent les parties hautes
et l’ensemble des pierres exposées aux pluies
acides ainsi que les zones de ruissellement, autour de
l’ancienne abbaye du Thoronet (France).
> Remontées capillaires du sol
L’eau peut monter par capillarité depuis le sol
jusqu’à quelques mètres à la
base des murs. Une nappe phréatique subaffleurante, un
sous-sol mal drainé, une contre-pente malencontreuse
induisent la concentration de grands volumes d’eau au pied
d’un édifice. Dans ces zones de
remontées capillaires, les dégradations sont
fréquentes. L’eau imbibe les matériaux
qui montrent des taches
d’humidité plus ou moins sombres. En
se concentrant et en s’évaporant, l’eau
permet aussi la cristallisation
de sels solubles qui forment des efflorescences, des
croûtes salines superficielles et qui, en contaminant plus en
profondeur la pierre, sont capables de produire différents
types d’altérations : selon le cas, la pierre se desquame (formation
d’écailles) ou se désagrège
(formation d’un sable) de façon uniforme ou en
créant des figures particulières ressemblant
à des alvéoles.
Alvéolisation
de la pierre dans une zone de remontées capillaires
à la base des remparts d’Aigues-Mortes (France).
Il ne faut pas systématiquement incriminer les
remontées capillaires lorsque l’on constate
l’apparition d’altérations à
la base d’un mur. Elles peuvent être dues
à l’impact des pluies
battantes obliques qui frappent le pied du mur ou encore
au phénomène de rejaillissement qui
correspond aux éclaboussures produites par
l’impact des gouttes d’eau qui explosant au contact
du sol. A l’intérieur des édifices,
l’humidité à la base des murs peut tout
simplement être liée à un
phénomène de condensation
qui oblige la vapeur d’eau contenue dans l’air
ambiant à se transformer en eau liquide au contact de la
pierre et du sol froid ou à cause de la présence
de sels hygroscopiques.
Le mécanisme physique de transfert capillaire ne
s’exerce pas uniquement vers le haut mais de façon
homogène dans toutes les directions. On peut ainsi dans
certains cas observer des figures d’altération
liées à une alimentation
capillaire latérale ou descendante…
Alvéolisation
de la pierre dans une zone de remontées capillaires
à la base des remparts d’Aigues-Mortes (France).
♦ Les
propriétés de la pierre
Toutes les pierres ne réagissent pas de la même
façon aux contraintes environnementales. Les formes et
l’intensité de l’altération
sont aussi régies par certaines
propriétés intrinsèques de la pierre.
On parle aussi de facteurs
internes d’altération.
- les propriétés mécaniques
- la composition chimique et minéralogique
- la texture des pierres
- le rôle de la porosité
- les propriétés de transfert
FOCUS:
La composition chimique et minéralogique
La composition même de la pierre peut favoriser le
développement de certaines altérations. Les
pierres calcaires sont plus solubles que les pierres
silicatées (granite, grès…). La
présence d’argiles gonflantes est connue pour
provoquer un « ramollissement » de la pierre
lorsqu’elle est saturée en eau et engendrer un gonflement
lié à la présence
d’humidité induisant des variations
dimensionnelles importantes (cas des molasses). Ceci peut contribuer
par effet de fatigue à la fracturation des pierres,
en particulier lorsqu’elles sont soumises à des
charges importantes ou à des mouvements dans les
maçonneries.
Fragmentation
en esquilles de pierres vraisemblablement compactées
contenant des argiles (amphithéâtre de
Nîmes). L’absence de joint entre la pierre
posée à sec et les
phénomènes de gel/déglace
entraîne le développement de fragmentations
liées au comportement des argiles, à
l’origine de ces fragmentations.
Ces mêmes argiles sont aussi responsables d’un
phénomène de dilatation
hydrique : le volume de la pierre augmente avec sa teneur
en eau. Certaines desquamations
dites en plaque sont attribuées à ce
type de phénomènes : les contraintes qui
s’exercent entre le coeur de la pierre et sa partie
superficielle régulièrement imbibée
par les pluies peuvent conduire à la formation de fissures
parallèles à la surface de la pierre. Une plaque
se forme, d’épaisseur parfois
considérable (plusieurs centimètres) et se
détache finalement de la masse de la pierre.
Certaines pierres sont en carrière
déjà enrichies naturellement en sels solubles
(gisement de sel à proximité, pollution agricole,
proximité de la mer), ou contiennent des phases
réactives délétères. Par
exemple, la pyrite, un sulfure de fer gris métallique,
présent dans certaines pierres comme le tuffeau, les
schistes ou certains calcaires marneux, s’oxyde dans la
partie superficielle de la pierre en sulfates et oxydes de fer. Cette
transformation génère des taches de couleur
rouille et s’accompagne d’un accroissement de
volume conduisant à l’éclatement de la
pierre et à la formation de cratères plus ou
moins profonds à sa surface.
Flaking in
sheets on the south faces of the Cathedral of Carpentras (France)
Un autre cas particulier est celui de la déformation des
marbres sous l’effet des gradients
thermiques. Cette déformation spectaculaire qui
peut aller jusqu'à la fracturation, est liée
à des contraintes internes qui se développent au
cours des élévations de température
(insolation solaire, incendie….). En effet, la calcite est
un minéral qui ne se dilate pas de manière
homogène dans toutes les directions lorsqu’il est
chauffé.. Cette altération spectaculaire est
l’objet de nombreuses études aujourd’hui
car elle affecte les plaques de marbre et de pierres
marbrières utilisées dans la construction moderne
en placage extérieure (comme la grande arche de la
Défense à Paris). Les torsions des plaques,
contrariées par les systèmes d’attache,
aboutissent à des fracturations et à des chutes
dangereuses d’éléments de grande
dimension. Des protections par filets métalliques ont
été posées sur certains
bâtiments où cette altération se
manifestait.
♦ Le rôle de l'homme
Extraite de sa formation géologique et employée
pour un édifice ou une statue, la pierre devient un
matériau utile aux activités humaines qui peut
être soumis aux interventions volontaires ou involontaires de
l’homme. On parle de facteurs
anthropiques.
Parmi ces interventions, certaines sont liées au non respect
des règles de l’art et de certaines dispositions
constructives au moment de la construction ou de la restauration.
D’autres correspondent très souvent à
un manque d’entretien des édifices et
d’autres enfin résultent de la modification de
l’environnement (pollution, élimination de
protections au cours du temps).
Questions
La lecture attentive du descriptif de la cache,
ainsi qu'une observation des éléments de terrain
et un peu de déduction sont normalement suffisants pour
répondre aux questions de cette EarthCache.
Observez
les zones indiquées sur les photos au niveau des 4 waypoints.
Question 1: Quels sont
au global les 3 facteurs d'altération de la pierre
?.
WP1
Question 2:
- Décrivez l'altération que
vous observez ici.
- Pourquoi
toutes les
pierres (notamment celles du haut) ne sont comparativement pas
altérées ?
- Les figures d'altération sont-elles
homogènes d'un bloc à l'autre ?
- En conséquence, nommez en
l'expliquant ce phenomène diifférencié.
- Combien de facteurs d'altération de
la pierre sont présents ici (cf question ) ?
WP2
Question
3 :
- Décrivez l'altération que
vous observez au niveau de A.
- Quel est ce facteur d'alteration (voir question
1) ?
Question 4 : Décrivez
l'altération que vous observez spécifiquement au
niveau des blocs B
WP3
Question
5 : Décrivez
l'altération que vous observez ici.
WP4
Question
6 : Décrivez
l'altération que vous observez ici.
Question 7:
Prenez une photo
de vous, ou de votre objet distinctif de
géocacheur, ou de votre surnom écrit sur une
feuille de papier ou à la main... avec le
théâtre antique en arrière plan,
et joignez-la à votre log ou à vos
réponses
BONUS
Si
tu as l'occasion de visiter les arènes (visite payante,
c'est pour cela que je n'ai pas mis de waypoint), dès
l'entrée, prend le tunnel principal qui t'amène
au centre de l'arène. Observe notamment la pierre en sortie
de ce tunnel, au niveau des parois. Tu constateras de magnifiques
alvéolisations. Un phénomène vient
s'ajouter ici à l'eau: le vent. Celui-ci s'engouffre
régulièrement dans le tunnel et vient accentuer
cette érosion. On peut ajouter que ce vent peut amener
parfois une salinité depuis la mer, ce qui accentue encore
plus.
Un
Earthcache
No es un caché físico. Para
almacenar este caché, primero debe familiarizarse con su
descripción educativa en materia de geología,
después observar el sitio en el que se encuentra y,
finalmente, responder a las preguntas que se le hagan.
Entonces podrá registrarse en "Found it" sin demora, pero
deberá enviarme sus respuestas al mismo tiempo,
poniéndose en contacto conmigo por correo
electrónico en mi perfil o a través del servicio
de mensajería Geocaching.com (Mensaje Center), y me
pondré en contacto con usted en caso de que surja
algún problema. Los registros publicados sin respuesta
serán eliminados.
Un
poco de geología
♦ Los diferentes patrones de
alteración de la piedra.
Las alteraciones de
la piedra pueden manifestarse de muy diversas formas. Se distinguen 5 grandes categorías de formas de
alteración, que agrupan más de 70 tipos diferentes de alteraciones.
- Fisuras y deformaciones
(fracturas, fisilidad, etc.).
- Desprendimientos
(abombamientos, estallidos, deslaminación,
desagregación, fragmentación, pelado,
desplacación).
- Formas producidas por pérdida de
material (alveolización, erosión,
daños mecánicos, microkarst, pérdida
de material, perforaciones, picaduras (pitting)).
- Alteraciones cromáticas y
depósitos
(costras, depósitos, alteraciones cromáticas,
eflorescencias,
encostramientos, aspecto brillante, grafitis, pátinas,
suciedad
superficial, subeflorescencias).
- Colonización biológica
(algas, líquenes, musgos, mohos y plantas superiores).
Las
alteraciones de la piedra
pueden tener múltiples orígenes y causas. En
primer lugar, dependen de
las condiciones ambientales que rodean al material. Estos agentes se
conocen como factores externos
de alteración.
- el papel del agua;
- la acción de las sales;
- las alteraciones de origen
biológico;
- el impacto de la contaminación
atmosférica.
ENFOQUE
: El papel primordial del agua
> Impacto de la lluvia
La presencia de agua es determinante en la aparición de la
mayoría de las alteraciones de la piedra. El agua transporta
las sales solubles, se congela, disuelve los minerales, favorece el
establecimiento y la actividad de los organismos vivos y modifica las
propiedades mecánicas de la piedra. En una
fábrica de mampostería o en una obra
escultórica, el agua puede tener diversos
orígenes y provocar alteraciones en zonas muy diferentes.
El papel del agua meteórica (lluvia y
escorrentía) en función de la
exposición resulta especialmente evidente cuando se analiza
la distribución de las alteraciones en una fachada o en una
escultura. Es fácil comprobar que el recorrido del agua
determina la naturaleza y la intensidad de las alteraciones
superficiales. Así, en las grandes ciudades y
áreas suburbanas, donde la contaminación
atmosférica generada por el tráfico, las
actividades industriales y los sistemas de calefacción es
importante, pueden distinguirse dos grandes tipos de zonas sobre un
paramento o una escultura.
Las zonas blancas son las que están expuestas a la
escorrentía y a la lluvia intensa. La piedra es atacada, en
mayor o menor medida, por el agua, que disuelve sus componentes
más solubles, entre ellos la calcita. En estas superficies
no pueden fijarse depósitos, ya que son continuamente
lavadas por la lluvia.
Yuxtaposición
de zonas claras y zonas oscuras en un vano exterior del anfiteatro de
Nimes (Francia).
En las zonas negras,
protegidas de la lluvia y de la escorrentía, no se produce
lavado superficial por el agua. Sin embargo, el vapor de agua
procedente de la niebla o de la bruma, así como el agua de
condensación, pueden humedecer la piedra de forma
esporádica. Las partículas
atmosféricas se depositan sobre la superficie y quedan
cementadas por la cristalización de sales, especialmente
yeso, formado en gran parte por la interacción entre el
agua, los contaminantes atmosféricos gaseosos y la propia
piedra. Estos depósitos, conocidos como costras negras,
son compactos, finos y pueden presentar una superficie lisa o un
aspecto nodular.
Por
último, existen zonas grises, completamente
protegidas de cualquier aporte de agua. En ellas, las
partículas atmosféricas se depositan, pero nunca
llegan a cementarse. Estos depósitos de polvo suelto pueden
alcanzar espesores considerables, especialmente en el interior de los
edificios y sobre superficies horizontales, donde las
partículas se acumulan con mayor facilidad.
También son frecuentes en zonas interiores que rara vez se
limpian.
En los medios
rurales, donde la contaminación atmosférica es
menor, la distribución de los recubrimientos biológicos
depende principalmente de la exposición de la piedra. Las
superficies expuestas a la lluvia, a las salpicaduras o a la
escorrentía se cubren de diversos recubrimientos
biológicos, generalmente de tonalidad oscura, mientras que
las superficies secas permanecen prácticamente desnudas.
Líquenes
y algas negras (cianobacterias) colonizan las partes altas y todas las
piedras expuestas a la lluvia ácida, así como las
zonas de escorrentía, en torno a la antigua
abadía de Thoronet (Francia).
> Ascenso capilar del agua desde el suelo
El agua puede ascender por capilaridad desde el terreno hasta varios
metros por encima de la base de los muros. Un nivel freático
próximo a la superficie, un subsuelo con un drenaje
deficiente o una pendiente mal diseñada pueden favorecer la
acumulación de grandes volúmenes de agua al pie
de un edificio. En estas zonas afectadas por el ascenso capilar, las
alteraciones son frecuentes.
El agua
impregna los materiales, que presentan manchas de humedad de intensidad
variable. Al concentrarse y evaporarse, favorece además la
cristalización de sales solubles que originan eflorescencias
y costras salinas superficiales. Cuando estas sales penetran
más profundamente en la piedra, pueden producir distintos
tipos de alteración. Según el caso, la piedra
puede experimentar desplacación
(formación de escamas) o desagregación
(transformación progresiva en arena), ya sea de forma
uniforme o generando morfologías particulares semejantes a
alvéolos.
Alvéolización
de la piedra en una zona afectada por ascenso capilar en la base de las
murallas de Aigues-Mortes (Francia).
Sin embargo, no debe
atribuirse sistemáticamente la aparición de
alteraciones en la base de un muro al ascenso capilar. Estas
también pueden deberse al impacto de la lluvia impulsada por
el viento sobre la parte inferior del muro o al fenómeno de salpicadura
(splash),
producido por el impacto de las gotas de lluvia contra el suelo. En el
interior de los edificios, la humedad en la base de los muros puede
deberse simplemente a un fenómeno de
condensación, que provoca que el vapor de agua presente en
el aire se transforme en agua líquida al entrar en contacto
con la piedra o con un suelo frío. Asimismo, la presencia de
sales higroscópicas puede mantener elevados niveles de
humedad en estos materiales.
El mecanismo
físico del transporte capilar no actúa
únicamente en sentido ascendente, sino que puede producirse
de forma homogénea en todas las direcciones. Por ello, en
determinadas circunstancias es posible observar formas de
alteración asociadas a aportes capilares laterales o incluso
descendentes.
Alveolización
de la piedra en el muro de contención del jardín
del Peyrou en Montpellier (Francia). Las transferencias de agua por
capilaridad y gravedad son descendentes.
♦ Las propiedades de la piedra
No todas las piedras
responden de la misma manera a las condiciones ambientales. La
naturaleza y la intensidad de las alteraciones también
dependen de determinadas propiedades intrínsecas
de la piedra. Estas características se conocen como factores internos de alteración.
- las propiedades mecánicas;
- la composición química
y mineralógica;
- la textura de la piedra;
- el papel de la porosidad;
- las propiedades de transporte.
ENFOQUE:
La composición química y mineralógica
La propia composición de la piedra puede favorecer el
desarrollo de determinadas alteraciones. Las piedras
calcáreas son más solubles que las piedras
silíceas (granito, arenisca, etc.). La presencia de arcillas expansivas
puede provocar un ablandamiento
de la piedra cuando esta se satura de agua, así como un
hinchamiento asociado a la humedad que origina importantes variaciones
dimensionales (como ocurre en las molasas). Este fenómeno
puede contribuir, por efecto de la fatiga del material, a la
fracturación de la piedra, especialmente cuando
está sometida a cargas importantes o a movimientos
estructurales en las fábricas de mampostería.
Fragmentación
en astillas de piedras, probablemente compactadas y que contienen
arcillas (anfiteatro de Nimes). La ausencia de juntas entre la piedra
colocada en seco y los fenómenos de hielo-deshielo provocan
el desarrollo de fragmentaciones relacionadas con el comportamiento de
las arcillas, que están en el origen de estas
fragmentaciones.
Estas mismas
arcillas también son responsables de un fenómeno
de expansión
hídrica, por el cual el volumen de la piedra
aumenta con su contenido de agua. Algunas formas de desplacación
en placas se atribuyen a este mecanismo. Las tensiones
que se desarrollan entre el núcleo de la piedra y su capa
superficial, humedecida de forma repetida por la lluvia, pueden
provocar la formación de fisuras paralelas a la superficie.
Como consecuencia, se forma una placa, a veces de varios
centímetros de espesor, que termina
desprendiéndose del cuerpo de la piedra.
Algunas
piedras ya contienen de forma natural sales solubles en la propia
cantera (por la proximidad de depósitos salinos, la
contaminación agrícola o la influencia del
ambiente marino), o bien incorporan minerales potencialmente reactivos.
Un ejemplo es la pirita,
un sulfuro de hierro de color gris metálico, presente en
determinadas piedras de construcción como la piedra de toba
calcárea (tuffeau),
algunos esquistos o ciertas calizas margosas. En contacto con el aire y
la humedad, la pirita se oxida en la zona superficial de la piedra
formando sulfatos y óxidos de hierro. Esta
transformación produce manchas de color herrumbre y va
acompañada de un aumento de volumen que puede provocar el
estallido de la piedra y la formación de cráteres
de profundidad variable en su superficie.
Descascarillado
en láminas en los paramentos sur de la catedral de
Carpentras (Francia)
Otro caso particular
es la deformación
de los mármoles como consecuencia de los
gradientes térmicos. Esta espectacular
alteración, que puede llegar a provocar fracturas,
está relacionada con las tensiones internas que se
desarrollan durante los aumentos de temperatura, ya sea por
insolación o por incendios. La calcita, principal componente
del mármol, presenta una dilatación térmica
anisótropa, es decir, no se dilata de forma
uniforme en todas las direcciones cuando se calienta.
Este
fenómeno constituye actualmente un importante campo de
investigación, ya que afecta a las placas de
mármol y otras piedras marmóreas utilizadas como
revestimiento exterior en la arquitectura contemporánea
(como ocurrió en la Grande Arche de La Défense,
en París). El alabeo progresivo de las placas, restringido
por los sistemas de anclaje, genera tensiones que pueden provocar
fracturas y el desprendimiento de elementos de gran tamaño.
En algunos edificios ha sido necesario instalar redes
metálicas de protección para evitar la
caída de las placas afectadas.
♦ El papel del hombre
Una vez
extraída de su formación geológica y
utilizada en la construcción de un edificio o de una
escultura, la piedra se convierte en un material sometido a la
acción humana. Las alteraciones derivadas de estas
intervenciones se conocen como factores antropogénicos.
Algunas de
ellas están relacionadas con el incumplimiento de las buenas
prácticas constructivas o con soluciones constructivas
inadecuadas durante la construcción o la
restauración de los edificios. Otras se deben a la falta de
mantenimiento y conservación del patrimonio. Finalmente,
muchas alteraciones son consecuencia de las modificaciones del entorno,
como la contaminación atmosférica o la
desaparición, con el paso del tiempo, de elementos de
protección que originalmente preservaban la piedra.
Preguntas
Una lectura atenta de la descripción del
caché, así como una observación de las
características del terreno y una pequeña
deducción suelen ser suficientes para responder a las
preguntas de este EarthCache.
Observa
las áreas indicadas en las fotos al nivel de los 4 waypoints.
Pregunta 1: En general,
¿cuáles son los 3 factores de
alteración de la piedra?
WP1
Pregunta 2:
- Describe la alteración que observas
aquí.
- ¿Por qué todas las
piedras (especialmente las de arriba) están comparativamente
inalteradas?
- ¿Las cifras de alteración
son homogéneas de un bloque a otro?
- En consecuencia, nombre y explique este
fenómeno diferenciado.
- ¿Cuántos factores de
alteración de cálculos están presentes
aquí (ver pregunta)?
WP2
Pregunta
3 :
- Describa la alteración que observa
en el nivel de A.
- ¿Cuál es este factor de
alteración (ver pregunta 1)?
Pregunta 4 :
Describa la alteración que observa
específicamente en los bloques B
WP3
Pregunta
5 : Describe
la alteración que observas aquí.
WP4
Pregunta
6 : Describe
la alteración que observas aquí.
Pregunta 7:Tome
una foto
suya, o de su objeto distintivo de geocacher, o de su apodo escrito en
una hoja de papel o a mano... con el antiguo teatro de fondo, y
adjúntela a su registro o sus respuestas.
EXTRA
Si tienes la oportunidad de visitar las arenas
(visita de
pago, por eso no puse un waypoint), tan pronto como entres, toma el
túnel principal que te lleva al centro de la arena. Observe
en
particular la piedra a la salida de este túnel, al nivel de
las
paredes. Verás magníficas alveolaciones.
Aquí se
añade un fenómeno al agua: el viento. Este se
precipita
regularmente en el túnel y acentúa esta
erosión.
Podemos agregar que este viento en ocasiones puede traer salinidad del
mar, lo que lo acentúa aún más.
An
Earthcache
This is not a physical cache. To log this cache, you
must first read its educational description of geology, then observe
the site on which you are, and finally answer the questions that will
be asked.
You can then log in to "Found it" immediately but you must send me your
answers at the same time by contacting me either by email in my profile
or via geocaching.com (Message Center) messaging, and I will contact
you in case of any problems. Logs saved without answers will be deleted.
A
little bit of geology
♦ Different stone deterioration
patterns
Stone deterioration
can take many different forms. 5 major categories of deterioration patterns are
commonly recognized, encompassing more than 70 distinct types of deterioration.
- Cracks and deformation
(fractures, splitting, etc.)
- Detachment (blistering,
bursting, delamination, disintegration, fragmentation, peeling,
scaling)
- Material loss features
(alveolization, erosion, mechanical damage, microkarst, missing parts,
perforation, pitting)
- Discoloration and deposits
(crusts, deposits, discoloration, efflorescence, encrustation, glossy
appearance, graffiti, patina, soiling, subflorescence)
- Biological colonization
(algae, lichens, mosses, moulds and higher plants)
Stone
deterioration has many possible origins and causes. It depends
primarily on environmental conditions, which are referred to as external deterioration factors.
- the role of water;
- the action of salts;
- biological deterioration;
- the impact of atmospheric pollution.
FOCUS:
The Fundamental Role of Water
> Impact of rainfall
The presence of
water is a determining factor in the development of most forms of stone
deterioration. Water transports soluble salts, freezes, dissolves
minerals, promotes the establishment and activity of living organisms,
and modifies the mechanical properties of stone. In masonry and
sculptural works, water may originate from several sources and produce
deterioration in very different areas.
The influence
of meteoric
water (rainfall and runoff) according to exposure
becomes particularly evident when examining the distribution of
deterioration on a façade or sculpture. It is easy to
demonstrate that the flow paths of water largely determine both the
nature and the intensity of surface deterioration. Thus, in large
cities and suburban areas where atmospheric pollution from road
traffic, industry and heating systems is significant, two major
exposure zones can generally be distinguished on stone
façades and sculptures.
White zones
are directly exposed to runoff and driving rain. The stone is more or
less affected by water, which dissolves its most soluble constituents,
including calcite. No deposits can accumulate on these surfaces because
they are continuously washed by rainfall.
Juxtaposition
of light and dark zones on an exterior bay of the Nîmes
amphitheater (France).
In black zones,
sheltered from rainfall and runoff, no washing of the surface occurs.
However, water vapour from mist and fog, together with condensation
water, may periodically wet the stone. Atmospheric particles settle on
the surface and become cemented by the crystallization of salts,
particularly gypsum, which forms largely through the interaction
between water, atmospheric gaseous pollutants and the stone itself.
These deposits, known as black crusts, are hard, thin
and either smooth or nodular in appearance.
Finally, grey zones
are completely protected from any water supply. Atmospheric particles
settle there but are never cemented together. These loose dust deposits
may become very thick, particularly inside buildings and on horizontal
surfaces where particles accumulate more readily. They are also
commonly found on interior surfaces that are rarely cleaned.
In less
polluted rural environments, it is biological colonization that
mainly reflects the exposure conditions of the stone. Surfaces exposed
to rainfall, splash water or runoff become covered by various
biological coatings, often dark in colour, whereas dry surfaces
generally remain free of biological growth.
Pitting of
the stone in an area affected by capillary rise at the base of the
ramparts of Aigues-Mortes (France).
> Capillary Rise from the Ground
Water may rise by
capillary action from the ground to heights of several metres at the
base of walls. A shallow water table, poorly drained subsoil or an
unfavourable ground slope may all lead to the accumulation of large
volumes of water at the foot of a building. In these areas affected by
capillary rise, stone deterioration is common.
Water
impregnates the stone, producing dark damp patches of varying
intensity. As the water evaporates, it promotes the crystallization of
soluble salts, leading to the formation of efflorescences and
superficial salt crusts. When these salts migrate deeper into the
stone, they may generate various forms of deterioration. Depending on
the circumstances, the stone may undergo scaling (formation of scales)
or granular
disintegration (conversion into loose sand), either
uniformly or by producing characteristic honeycomb-like patterns.
Pitting of
the stone in an area affected by capillary rise at the base of the
ramparts of Aigues-Mortes (France).
However,
deterioration occurring at the base of a wall should not automatically
be attributed to capillary rise. It may also result from the impact of
wind-driven rain striking the lower part of the wall or from the splash effect,
caused by raindrops rebounding after hitting the ground. Inside
buildings, dampness at the base of walls may simply result from
condensation, whereby water vapour present in the ambient air condenses
into liquid water upon contact with cold stone or flooring. Hygroscopic
salts may also contribute to maintaining high moisture levels within
the stone.
The physical
mechanism of capillary transport does not operate solely in an upward
direction but acts equally in all directions. Under certain conditions,
deterioration patterns associated with lateral or downward capillary water movement
may therefore also be observed.
Pitting of the
stone on the retaining wall of the Peyrou garden in Montpellier
(France). Water transfers by capillarity and gravity are downward.
♦ Stone properties
Not all stones
respond in the same way to environmental stresses. The type and
severity of stone deterioration are also governed by the intrinsic properties
of the stone itself. These characteristics are referred to as internal
deterioration factors.
- mechanical properties;
- chemical and mineralogical composition;
- stone texture;
- the role of porosity;
- transport properties.
FOCUS:
Chemical and mineralogical composition
The chemical and mineralogical composition of stone itself may promote
the development of certain deterioration processes. Calcareous stones
are generally more soluble than silicate stones (granite,
sandstone, etc.). The presence of swelling clays is known to
cause a gradual softening
of the stone when it becomes water-saturated, leading to
moisture-induced swelling and significant dimensional changes (as
observed in molasse sandstones). Repeated swelling and shrinkage may
induce fatigue within the stone and eventually lead to fracturing,
particularly when the stone is subjected to heavy loads or structural
movements within masonry.
Fragmentation
into splinters of stones, likely compacted and containing clays
(Nîmes amphitheater). The lack of mortar/joints between the
dry-laid stones and the freeze–thaw phenomena lead to the
development of fragmentations related to the behavior of clays, which
are the cause of these fragmentations.
These same clays are
also responsible for hydric expansion, whereby the
volume of the stone increases with its water content. Certain forms of scaling
are attributed to this phenomenon. The stresses that develop between
the core of the stone and its outer layer, which is repeatedly wetted
by rainfall, may lead to the formation of cracks parallel to the stone
surface. A slab, sometimes several centimetres thick, gradually
develops and eventually detaches from the body of the stone.
Some stones
are naturally enriched in soluble salts while still in the quarry
(because of nearby salt deposits, agricultural contamination or marine
influence), or they may contain potentially harmful reactive minerals.
One example is pyrite,
a metallic grey iron sulphide found in certain building stones such as tuffeau limestone,
schists and some marly limestones. Near the stone surface, pyrite
oxidizes to form iron sulphates and iron oxides. This transformation
produces rust-coloured stains and is accompanied by an increase in
volume that may cause the stone to burst and produce craters of varying
depth on its surface.
Flaking in
sheets on the south faces of the Cathedral of Carpentras (France)
Another particular
case is the deformation of marble under the influence of
thermal
gradients. This spectacular deterioration, which may
ultimately lead to fracturing, results from internal stresses generated
during temperature increases caused by solar heating or fire. Calcite,
the principal mineral in marble, exhibits anisotropic thermal expansion,
meaning that it does not expand equally in all crystallographic
directions when heated.
This
phenomenon has become the subject of extensive research because it
affects marble panels and other dimension stones used as exterior
cladding in modern buildings (for example, the Grande Arche de la
Défense in Paris). Progressive bowing
of the panels, restrained by their anchoring systems, generates
stresses that may eventually cause cracking and the dangerous
detachment of large stone elements. Protective metal safety netting has
therefore been installed on several buildings affected by this type of
deterioration.
♦ The Role of Human Activity
Once extracted from
its geological formation and used in the construction of a building or
the carving of a sculpture, stone becomes a building material exposed
to human activities. The deterioration resulting from these activities
is referred to as anthropogenic
deterioration.
Some forms of
anthropogenic deterioration arise from poor construction practices or
inappropriate design choices made during construction or restoration.
Others are the consequence of inadequate maintenance of historic
buildings. Finally, many result from changes in the surrounding
environment, including atmospheric pollution or the gradual loss or
removal of protective architectural features over time.
Questions
Careful reading of the description of the cache, as
well as an observation of the terrain features and a little deduction
are normally sufficient to answer the questions of this EarthCache.
Observe the areas indicated on the photos at the level of the 4
waypoints.
Question 1: Overall,
what are the 3 stone alteration factors?
WP1
Question 2:
- Describe the alteration you observe here.
- Why are all the stones (especially those at the
top) comparatively unaltered?
- Are the alteration figures homogeneous from one
block to another?
- Consequently, name and explain this
differentiated phenomenon.
- How many stone alteration factors are present
here (see question )?
WP2
Question
3 :
- Describe the alteration you observe at the
level of A.
- What is this alteration factor (see question 1)?
Question 4 :
Describe the alteration you observe
specifically at the B blocks
WP3
Question
5 : Describe
the alteration you observe here.
WP4
Question
6 : Describe
the alteration you observe here.
Question 7:
Take a photo
of yourself, or your distinctive geocacher object, or your nickname
written on a sheet of paper or by hand... with the ancient theater in
the background, and attach it to your log or your answers
BONUS
If you have the opportunity to visit the arenas
(paid visit,
that's why I didn't put a waypoint), as soon as you enter, take the
main tunnel which takes you to the center of the arena. Observe in
particular the stone at the exit of this tunnel, at the level of the
walls. You will see magnificent alveolations. A phenomenon is added
here to the water: the wind. This regularly rushes into the tunnel and
accentuates this erosion. We can add that this wind can sometimes bring
salinity from the sea, which accentuates it even more.