La cavité du rocher des 3 dents EarthCache

Le cirque de Saint-Saturnin

Le cirque de Saint-Saturnin est une échancrure naturelle creusée dans le Causse de Sauveterre. Le village de Saint-Saturnin est bâti au fond de ce cirque rocheux, dominé par le célèbre rocher des 3 Dents. Ce rocher se situe à environ 1 km du village. Il est considéré comme une curiosité visuelle remarquable. Le cirque comporte des rochers ruiniformes, caractéristiques de la région des Gorges du Tarn. Le grès rouge présent dans la zone date de l'ère primaire (-540 à -252 Ma). Il n'apparaît qu'aux endroits où les couches superficielles ont été profondément érodées. La commune s'étend sur 9,14 km² et compte environ 70 habitants. Elle est composée de plusieurs hameaux : Saint-Saturnin, le Mas de Donat, le Cros, le Moulin du Villaret et le Moulin. Le territoire de la commune est classé en Zone Naturelle d'Intérêt Ecologique, Faunistique et Floristique (ZNIEFF, un inventaire des zones naturelles remarquables). Au cœur du cirque se dresse le château de Saint-Saturnin-de-Tartaronne, dont la partie la plus ancienne remonte au XIIIe siècle. Il possède le dernier donjon royal du Gévaudan. Classé Monument Historique depuis novembre 1995, il est en cours de restauration par une famille descendante des anciens propriétaires. Le rocher des 3 Dents est devenu un véritable symbole pour les habitants : une association locale porte son nom et organise des événements dans le village tout au long de l'année.

Contexte géologique

Le cirque de Saint-Saturnin est une dépression en forme de fer à cheval, entourée de falaises abruptes, creusée par l'érosion dans les roches du Causse de Sauveterre, en Lozère. Cinq types de roches se superposent ici, du plus ancien au plus récent. Chacune raconte une période de l'histoire de cette région, entre -184 et -165 millions d'années, durant le Jurassique (ère secondaire). Au fond du cirque affleurent les marnes grises du Toarcien (-184 à -174 Ma). Elles se sont déposées dans une mer profonde et sans oxygène. Ce sont ces marnes, imperméables, qui bloquent l'eau souterraine et provoquent l'érosion latérale à l'origine de la forme du cirque. Les falaises sont constituées de deux calcaires successifs du Jurassique moyen. Le plus ancien, le calcaire noduleux gris du Aalénien (-174 à -170 Ma), s'est formé dans une mer calme et relativement profonde. Au-dessus vient le calcaire gris à chailles du Bajocien (-170 à -168 Ma), déposé dans une mer moins profonde et plus agitée. Les deux renferment des traces fossiles de Cancellophycus, des empreintes d'organismes marins encore mal identifiés. Au niveau du rocher des 3 dents, les roches sont constituées de dolomie brune grenue (texture granuleuse visible à l'œil nu) du Bajocien (-170 à -168 Ma). Elle s'est formée dans un lagon chaud peu profond. Enfin, le plateau qui surplombe le cirque est formé de calcaire lithographique (calcaire à grain extrêmement fin) du Bathonien (-168 à -165 Ma), déposés dans un lagon calme et quasi stagnant. Cette succession de roches raconte une mer qui se retire progressivement : d'abord profonde et sans oxygène, elle devient de moins en moins profonde, jusqu'à se transformer en lagons confinés. C'est l'érosion différentielle qui a ensuite sculpté ce paysage, en creusant préférentiellement les marnes molles du fond et en laissant debout les falaises de calcaire et de dolomie plus résistantes.

Dolomie brune grenue

La dolomie est une roche sédimentaire carbonatée, composée principalement de dolomite, un minéral double de calcium et de magnésium. Elle appartient à la même famille que le calcaire, mais contient du magnésium en plus. Elle s'est formée il y a environ 170 millions d'années, au Bajocien (-170 à -168 Ma), dans un lagon marin chaud et peu profond. Au départ, des sédiments calcaires se déposent au fond de cette mer. Des eaux riches en magnésium circulent ensuite dans ces sédiments et remplacent progressivement une partie du calcium par du magnésium. Ce processus s'appelle la dolomitisation. Le terme grenue décrit sa texture : la roche est composée de petits cristaux visibles à l'œil nu, comme des grains de sucre. Lorsque ces cristaux se dissocient sous l'effet de l'altération (dégradation de la roche par l'eau et le temps), ils forment un sable dolomitique caractéristique des Causses. La dolomie présente une texture très vacuolaire (criblée de petites cavités, comme une éponge). Ces cavités se forment par dissolution partielle de la roche au contact de l'eau. Ce processus crée les formes que l'on retrouve dans la cavité : parois rongées, creux, anfractuosités. Sa couleur varie du beige au brun-rouille. Cette teinte est due aux oxydes de fer présents comme impuretés dans la roche. Le magnésium contenu dans la dolomite la rend plus résistante à l'érosion que le calcaire pur. C'est pourquoi elle forme les falaises abruptes et les reliefs ruiniformes (rochers aux formes chaotiques et déchiquetées) caractéristiques des Causses.

Altération supergène

L'altération supergène est un processus naturel et lent qui transforme des minéraux profonds en nouveaux minéraux en surface, sous l'action de l'eau et de l'air. Tout commence avec des sulfures de cuivre enfouis dans le socle rocheux des Cévennes, il y a environ 300 millions d'années (Permien). Ces sulfures sont issus d'anciennes circulations de fluides chauds dans les failles du socle hercynien (chaîne de montagnes ancienne aujourd'hui érodée). Avec le temps, l'eau de pluie s'infiltre dans le sol et descend à travers les fissures de la roche jusqu'à ces sulfures. Au contact de l'eau et de l'oxygène de l'air, les sulfures de cuivre s'oxydent et se dissolvent partiellement. Les ions cuivre ainsi libérés se retrouvent transportés par cette eau chargée en minéraux. En remontant vers la surface à travers la dolomie poreuse, cette eau se charge progressivement en cuivre. Lorsqu'elle atteint une zone favorable, le cuivre se solidifie et forme deux minéraux secondaires : la malachite, de couleur verte, et l'azurite, de couleur bleue. Ces deux minéraux coexistent souvent sur les mêmes parois. L'azurite est instable à long terme et se transforme progressivement en malachite. Le dépôt se fait par couches successives, comme les stalactites dans une grotte, créant des coulées et des taches colorées si caractéristiques. Ce processus est encore actif aujourd'hui, à chaque fois que l'eau de pluie s'infiltre dans la roche.

Sources
Pour la création de cette earth-cache, j'ai utilisé différentes sources dont les principales sont Infoterre, BRGM, Wikipedia - Saint-Saturnin (Lozère), Site officiel de la commune de Saint-Saturnin, Lozère Tourisme - Château de Saint-Saturnin, Les Cévennes autrement – Stratigraphie du Causse, Les Cévennes autrement – Corniches dolomitiques, Wikipédia – Dolomie, Wikipédia – Toarcien, Wikipédia – Chaille, Wikipédia – Pierre lithographique, Paysages de l'Aveyron – Géologie des Grands Causses, Wikipédia – Supergène, Futura Sciences – Supergène, Wikipédia – Azurite, Wikipédia – Malachite et Mes autres earthcaches.

The Saint-Saturnin cirque

The Saint-Saturnin cirque is a natural indentation dug into the Causse de Sauveterre. The village of Saint-Saturnin is built at the bottom of this rocky cirque, dominated by the famous 3 Dents rock. This rock is located about 1 km from the village. It is considered a remarkable visual curiosity. The cirque contains ruiniform rocks, characteristic of the Gorges du Tarn region. The red sandstone present in the area dates from the primary era (-540 to -252 Ma). It only appears where the surface layers have been deeply eroded. The commune covers 9.14 km² and has around 70 inhabitants. It is made up of several hamlets: Saint-Saturnin, Mas de Donat, Cros, Moulin du Villaret and Moulin. The territory of the commune is classified as a Natural Zone of Ecological, Fauna and Floristic Interest (ZNIEFF, an inventory of remarkable natural areas). At the heart of the cirque stands the castle of Saint-Saturnin-de-Tartaronne, the oldest part of which dates back to the 13th century. It owns the last royal keep of Gévaudan. Classified as a Historic Monument since November 1995, it is currently being restored by a family descended from the former owners. The Rock of the 3 Teeth has become a real symbol for the inhabitants: a local association bears its name and organizes events in the village throughout the year.

Geological context

The Saint-Saturnin cirque is a horseshoe-shaped depression, surrounded by steep cliffs, dug by erosion in the rocks of the Causse de Sauveterre, in Lozère. Five types of rocks overlap here, from the oldest to the most recent. Each one tells a period in the history of this region, between -184 and -165 million years ago, during the Jurassic (secondary era). At the bottom of the cirque, the gray marls of the Toarcian (-184 to -174 Ma) crop out. They were deposited in a deep, oxygen-free sea. It is these impermeable marls which block groundwater and cause lateral erosion which gives rise to the shape of the cirque. The cliffs are made up of two successive limestones from the Middle Jurassic. The oldest, the gray nodulous limestone of the Aalenian (-174 to -170 Ma), was formed in a calm and relatively deep sea. Above comes the gray chailles limestone from the Bajocian (-170 to -168 Ma), deposited in a shallower and more turbulent sea. Both contain fossil traces of Cancellophycus, imprints of marine organisms that are still poorly identified. At the level of the 3 teeth rock, the rocks are made up of grainy brown dolomite (grainy texture visible to the naked eye) from the Bajocian (-170 to -168 Ma). It was formed in a shallow warm lagoon. Finally, the plateau which overlooks the cirque is formed of lithographic limestone (extremely fine-grained limestone) from the Bathonian (-168 to -165 Ma), deposited in a calm and almost stagnant lagoon. This succession of rocks tells of a sea which gradually recedes: initially deep and without oxygen, it becomes less and less deep, until it is transformed into confined lagoons. It was differential erosion which then sculpted this landscape, preferentially digging out the soft marls at the bottom and leaving the more resistant limestone and dolomite cliffs standing.

Grainy brown dolomite

Dolomite is a carbonate sedimentary rock, composed primarily of dolomite, a dual mineral of calcium and magnesium. It belongs to the same family as limestone, but contains additional magnesium. It was formed around 170 million years ago, in the Bajocian (-170 to -168 Ma), in a warm, shallow marine lagoon. Initially, limestone sediments are deposited at the bottom of this sea. Waters rich in magnesium then circulate in these sediments and gradually replace part of the calcium with magnesium. This process is called dolomitization. The term grainy describes its texture: the rock is made up of small crystals visible to the naked eye, like grains of sugar. When these crystals dissociate under the effect of weathering (degradation of the rock by water and time), they form a dolomitic sand characteristic of the Causses. Dolomite has a very vacuolar texture (riddled with small cavities, like a sponge). These cavities are formed by partial dissolution of the rock in contact with water. This process creates the shapes found in the cavity: eroded walls, hollows, crevices. Its color varies from beige to rust-brown. This color is due to iron oxides present as impurities in the rock. The magnesium contained in dolomite makes it more resistant to erosion than pure limestone. This is why it forms the steep cliffs and ruiniform reliefs (rocks with chaotic and jagged shapes) characteristic of the Causses.

Supergene alteration

Supergene alteration is a slow, natural process that transforms deep minerals into new minerals on the surface, under the action of water and air. It all started with copper sulphides buried in the rocky base of the Cévennes, around 300 million years ago (Permian). These sulphides come from ancient circulations of hot fluids in the faults of the Hercynian base (ancient mountain range now eroded). Over time, rainwater seeps into the ground and travels down through cracks in the rock to these sulfides. On contact with water and oxygen in the air, copper sulphides oxidize and partially dissolve. The copper ions thus released are transported by this water loaded with minerals. As it rises towards the surface through the porous dolomite, this water gradually becomes charged with copper. When it reaches a favorable zone, the copper solidifies and forms two secondary minerals: malachite, green in color, and azurite, blue in color. These two minerals often coexist on the same walls. Azurite is unstable in the long term and gradually transforms into malachite. The deposition takes place in successive layers, like stalactites in a cave, creating such characteristic flows and colored spots. This process is still active today, whenever rainwater seeps into the rock.

Sources
For the creation of this earth-cache, I used different sources, the main ones are Infoterre, BRGM, Wikipedia - Saint-Saturnin (Lozère), Site officiel de la commune de Saint-Saturnin, Lozère Tourisme - Château de Saint-Saturnin, Les Cévennes autrement – Stratigraphie du Causse, Les Cévennes autrement – Corniches dolomitiques, Wikipédia – Dolomie, Wikipédia – Toarcien, Wikipédia – Chaille, Wikipédia – Pierre lithographique, Paysages de l'Aveyron – Géologie des Grands Causses, Wikipédia – Supergène, Futura Sciences – Supergène, Wikipédia – Azurite, Wikipédia – Malachite and My other earthcaches.