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- Est-ce que toute la surface de l'arche est également alvéolée ? Pourquoi ?
- Quel mécanisme est le plus probablement à l'origine de la formation de l'arche ?
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Contexte géologique des Grands Causses
Les Grands Causses sont de hauts plateaux calcaires du sud du Massif central, entre 700 et 1200 m d'altitude.
Deux roches carbonatées composent ces plateaux : le calcaire (carbonate de calcium) et la dolomie (carbonate double de calcium et de magnésium).
Ces roches se sont déposées au fond d'une mer chaude et peu profonde durant le Jurassique (période allant de 201 à 145 millions d'années).
Le Jurassique se divise en trois étages : le Lias (Jurassique inférieur, 201 à 174 millions d'années), le Dogger (Jurassique moyen, 174 à 161 millions d'années) et le Malm (Jurassique supérieur, 161 à 145 millions d'années).
Les grandes couches de calcaires et de dolomies qui forment les plateaux actuels datent principalement du Dogger.
Un réseau de failles hérité d'un socle ancien (formé il y a plus de 300 millions d'années) traverse ces couches.
Ce réseau de failles a ensuite guidé la circulation de l'eau et la formation du karst (relief creusé par dissolution de la roche).
Géologie du site
Le secteur appartient à une zone effondrée que les géologues nomment le rock fan d'Égalières, marquée par de nombreuses dolines (dépressions creusées par dissolution du calcaire).
L'origine de ce réseau de failles serait liée à la surrection des Pyrénées (soulèvement de la chaîne pyrénéenne à partir d'environ 100 millions d'années), qui a fracturé le plateau.
L'eau infiltrée dans ces failles s'est chargée en gaz carbonique et a dissous progressivement la roche, un processus appelé karstification.
Ce processus a élargi les diaclases (fissures naturelles) en corridors étroits et profonds, les canoles.
La dolomie, mal cimentée, se désagrège aussi grain par grain sous l'action de l'eau et du gel, produisant un sable fin appelé grésou qui s'accumule au pied des parois.
Par endroits, l'effondrement du plafond d'une galerie souterraine a créé des avens, des puits naturels verticaux.
L'ensemble de ces mécanismes, agissant sur des millions d'années, a ainsi façonné grottes, failles, arches et abris qui caractérisent ce paysage karstique.
Ce même processus explique aussi l'absence de fossiles visibles dans la roche : la cristallisation de la dolomie a généralement effacé les coquilles présentes dans le sédiment d'origine.
L'arche
L'arche naturelle du site est taillée dans la dolomie, une roche sédimentaire carbonatée composée de dolomite (carbonate double de calcium et de magnésium).
Cette dolomie s'est déposée il y a environ 168 à 166 millions d'années, au Bathonien (étage du Jurassique moyen), dans un environnement marin peu profond de type lagunaire.
Contrairement au calcaire classique, ses cristaux sont mal cimentés entre eux, ce qui la rend plus friable et plus sensible à l'érosion.
Sa surface alvéolaire, creusée de nombreuses petites cavités, témoigne de cette désagrégation progressive grain par grain sous l'action de l'eau et du gel.
L'arche présente une couleur beige à grise, parfois roussie en surface par l'oxydation de minéraux de fer contenus dans la roche.
Le mécanisme de formation le plus probable est un effondrement partiel d'une galerie karstique souterraine (galerie creusée par dissolution de la roche par l'eau).
Quand une telle galerie passe près de la surface, deux avens (puits naturels verticaux) peuvent s'y former par effondrement du plafond.
Si ces deux ouvertures restent assez proches l'une de l'autre, la roche qui subsiste entre elles prend la forme d'un pont, c'est l'arche.
Sources
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- Observe the sand around the arch. What is this sand called? Is its color the same as that of the arch (the parts least exposed to the elements)? Why?
- Is the entire surface of the arch uniformly honeycombed? Why?
- Which mechanism is most likely responsible for the formation of the arch?
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Geological context of the Grands Causses
The Grands Causses are high limestone plateaus in the southern Massif Central, lying between 700 and 1200 m in elevation.
These plateaus are made up of two carbonate rocks: limestone (calcium carbonate) and dolostone (a double carbonate of calcium and magnesium).
These rocks were deposited on the floor of a warm, shallow sea during the Jurassic (a period spanning from 201 to 145 million years ago).
The Jurassic is divided into three series: the Lias (Early Jurassic, 201 to 174 million years ago), the Dogger (Middle Jurassic, 174 to 161 million years ago), and the Malm (Late Jurassic, 161 to 145 million years ago).
The thick beds of limestone and dolostone that form today's plateaus date mainly from the Dogger.
A network of faults inherited from an ancient basement (formed more than 300 million years ago) cuts across these beds.
This fault network later guided the circulation of water and the formation of karst (landscape carved out by the dissolution of rock).
Geology of the site
The area lies within a collapsed zone that geologists call the Égalières rock fan, marked by numerous dolines (depressions formed by the dissolution of limestone).
This fault network is thought to have originated from the uplift of the Pyrenees (the rise of the Pyrenean mountain chain beginning around 100 million years ago), which fractured the plateau.
Water infiltrating these faults became charged with carbon dioxide and gradually dissolved the rock, a process called karstification.
This process widened the joints (natural fractures) into narrow, deep corridors known locally as canoles.
The dolostone, being poorly cemented, also breaks down grain by grain under the action of water and frost, producing a fine sand called grésou (a local term for this dolomite sand) that accumulates at the foot of the walls.
In places, the collapse of the ceiling of an underground gallery has created avens, natural vertical shafts.
Together, these processes, acting over millions of years, have shaped the caves, faults, arches, and shelters that characterize this karst landscape.
This same process also explains the absence of visible fossils in the rock: the crystallization of the dolostone has generally erased the shells originally present in the sediment.
The arch
The natural arch at this site is carved from dolostone, a carbonate sedimentary rock made up of dolomite (a double carbonate of calcium and magnesium).
This dolostone was deposited around 168 to 166 million years ago, during the Bathonian (a stage of the Middle Jurassic), in a shallow, lagoon-like marine environment.
Unlike ordinary limestone, its crystals are poorly cemented together, making it more friable and more susceptible to erosion.
Its honeycombed surface, pitted with many small cavities, bears witness to this gradual grain-by-grain breakdown caused by water and frost.
The arch is beige to grey in color, sometimes reddened on the surface by the oxidation of iron minerals within the rock.
The most likely mechanism of formation is the partial collapse of an underground karst gallery (a passage carved out by the dissolution of rock by water).
When such a gallery passes close to the surface, two avens (natural vertical shafts) can form there through the collapse of the ceiling.
If these two openings remain close enough to one another, the rock left standing between them takes the form of a bridge — this is the arch.
Sources
For the creation of this earth-cache, I used different sources, the main ones are
Infoterre,
BRGM,
Wikipédia - Grands Causses,
Wikipédia - Causse du Larzac,
Wikipédia - Arche naturelle,
ENS Lyon - Karst et érosion karstique,
Millavois - Les failles de Canalettes,
Millavois - De l'arche des Canalettes à la grotte de la Sébillère,
Acaba d'Entrar - Paysages et géologie and
My other earthcaches.