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Introduction
À Paris et dans sa région, certaines pierres ont été largement utilisées comme matériaux de construction. Leur aspect peut parfois surprendre : une roche peut présenter de nombreuses cavités tout en constituant un matériau suffisamment résistant pour être employé dans des murs et des bâtiments.
Mais la présence de trous dans une roche ne suffit pas à expliquer son origine.
Des phénomènes géologiques très différents peuvent produire des cavités qui, au premier regard, peuvent sembler comparables.
Cette EarthCache vous propose de découvrir comment l'observation de cavités peut permettre de remonter au processus géologique qui les a formées.
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 observer le site sur lequel vous vous trouvez et enfin répondre aux questions qui vous seront posées.
Vous pourrez alors loguer en "Found it" sans attendre, mais vous devez me faire parvenir vos observations et réponses en même temps en me contactant via la messagerie de geocaching.com (Message Center). Vérifiez que le message est bien parti, notamment dans une zone où le réseau est faible ; en cas de difficulté, envoyez-le par e-mail via mon profil.
Si je tolère des réponses groupées, les observations doivent être réalisées personnellement sur place avant d’être mises en commun. Lorsqu’une photo est demandée, elle doit être individuelle (les photos de groupe ne sont pas acceptées).
Les logs enregistrés seront supprimés lorsque les conditions de réalisation de l’EarthCache ne sont pas remplies, notamment dans les cas suivants :
- réponses non envoyées ;
- observations non réalisées personnellement, réponses copiées/collées (notamment les miennes, que je transmets par courtoisie) ;
- réponses trop évasives (notamment pour des cotations de difficulté plus élevées), ne suivant pas le déroulé demandé, non numérotées, sans observation menée sur le terrain ou sans réel caractère géologique ;
- photo de groupe, photo de paysage ou photo non personnelle.
Il n’y a pas de "bonne" réponse. La démarche d’observation, d’analyse et de compréhension géologique suffit pour moi à valider votre passage sur cette EarthCache.
Un peu de géologie éducative
♦ Des trous dans une roche
Une cavité est simplement un espace vide présent dans une roche.
Ces cavités peuvent avoir des formes et des dimensions très différentes. Surtout, elles ne se forment pas toutes de la même manière.
Pour comprendre l'histoire d'une roche, il ne suffit donc pas de constater qu'elle possède des trous : il faut chercher comment ces vides ont pu apparaître.
Deux mécanismes très différents vont nous intéresser ici.
◊ Quand les gaz laissent des bulles
Lorsqu'un magma atteint la surface, il forme de la lave. Celle-ci peut contenir des gaz.
Lorsque la lave refroidit et se solidifie, certaines bulles de gaz peuvent rester emprisonnées dans la matière. Après le départ du gaz, leur emplacement demeure sous forme de cavités appelées vacuoles.
Dans ce cas, les cavités existent donc parce que des bulles étaient présentes au moment où la roche volcanique s'est solidifiée.
On peut résumer :
lave contenant du gaz → bulles → refroidissement et solidification → vacuoles
fig.1 - Formation des vacuoles dans une roche volcanique
◊ Quand une partie de la roche disparaît
Il existe une tout autre manière de produire des cavités.
C'est notamment le cas de certaines pierres meulières du Bassin parisien. À l'origine se trouve une roche carbonatée, riche notamment en carbonate de calcium, constituant principal du calcaire.
Au cours de son histoire, cette roche a été partiellement silicifiée : certaines parties sont devenues riches en silice, tandis que d'autres sont restées davantage carbonatées.
Or ces deux parties ne résistent pas de la même manière à la dissolution. Lorsque l'eau dissout les parties carbonatées restantes, celles-ci disparaissent progressivement tandis que les parties silicifiées résistent mieux.
Les espaces ainsi libérés deviennent des cavités. La roche peut alors prendre un aspect caverneux ou celluleux.
On peut résumer :
roche partiellement silicifiée → dissolution du carbonate → cavités
fig.2 - Formation des cavités dans une pierre meulière
◊ Mais comment une roche devient-elle silicifiée ?
La silicification est une transformation au cours de laquelle une partie d'une roche est progressivement remplacée par de la silice.
De l'eau circule dans les pores et les fractures de la roche. Cette eau peut contenir de la silice dissoute.
Cette silice provient de l'altération et de la dissolution de minéraux contenant du silicium présents dans les roches et les sols traversés par l'eau. L'eau peut ainsi transporter une petite quantité de silice au cours de sa circulation.
Dans certaines conditions, une partie du carbonate de calcium peut se dissoudre tandis que la silice transportée par l'eau se dépose à sa place. Une partie de la roche initialement carbonatée devient ainsi progressivement riche en silice.
Cette transformation n'est pas uniforme. La circulation de l'eau et les conditions à l'intérieur de la roche peuvent varier : certaines parties sont fortement silicifiées tandis que d'autres restent davantage carbonatées.
On obtient ainsi une roche composée de parties qui ne réagiront plus de la même manière à une dissolution ultérieure.
fig.3 - La silicification d'une roche carbonatée
♦ Deux aspects proches, deux histoires différentes
Nous avons donc deux moyens très différents d'obtenir une roche présentant des cavités.
Dans une roche volcanique, les vides correspondent à l'emplacement d'anciennes bulles de gaz :
Dans une meulière caverneuse, les vides apparaissent lorsque certaines parties carbonatées d'une roche préexistante sont dissoutes :
Dans le premier cas, les cavités sont liées à la formation de la roche volcanique.
Dans le second, elles résultent de transformations d'une roche déjà formée.
Une apparence ressemblante peut donc cacher deux histoires géologiques complètement différentes.
- bulles de gaz → vacuoles
- parties carbonatées → dissolution → cavités
◊ Conclusion
Observer une roche ne consiste pas seulement à lui donner un nom.
Sa forme, sa structure et les vides qu'elle contient peuvent constituer des indices permettant de comprendre les phénomènes qui l'ont transformée au cours du temps.
La pierre de construction que vous allez maintenant examiner vous permettra de mettre ces connaissances à l'épreuve sur le terrain.
Votre mission
La lecture de la description ci-après de cette EarthCache est normalement suffisante pour vous permettre de réaliser les observations demandées et de répondre aux questions posées.
Une cotation de difficulté plus élevée de l’EarthCache demandera des observations et des réponses plus élaborées.
Pour information, au-delà du repérage réalisé sur place, la conception d’une EarthCache prend en moyenne une demi-journée à une journée pour les plus techniques, avec la recherche des informations géologiques.
Merci de respecter ce travail.
Votre mission consiste à observer une pierre de construction afin de comprendre l'origine des nombreuses cavités qu'elle présente.
À partir de vos observations et des connaissances acquises dans la description, vous chercherez à déterminer quel processus géologique peut expliquer leur formation et à reconstituer simplement l'histoire de cette roche.
Les questions ci-dessous vous guideront progressivement dans cette démarche.
observation
Q0 - Prêt pour votre mission :
Prenez une photo individuelle de vous (visage facultatif), ou de votre objet distinctif de géocacheur ou de votre pseudo inscrit sur votre main ou sur un papier, devant le mur où vous allez effectuer votre mission.
Q1 - Observez les cavités :
Observez attentivement les nombreuses cavités présentes dans la pierre.
Comment sont-elles organisées ? Ressemblent-elles plutôt à des trous individualisés évoquant des bulles, ou forment-elles des vides irréguliers séparés par des parties rocheuses ? Décrivez ce que vous observez.
Q2 - Des bulles ou de la matière disparue ? :
La description vous a présenté deux mécanismes capables de laisser des cavités dans une roche :
- des bulles de gaz présentes lors de la solidification d'une lave ;
- la dissolution de certaines parties d'une roche préexistante.
À partir de votre observation en Q1, lequel de ces deux mécanismes vous paraît le plus compatible avec la pierre observée ? Justifiez votre choix à partir de la forme et de l'organisation des cavités.
Q3 - Reconstituez l'histoire de cette pierre :
Vous pouvez maintenant indiquer avec une bonne certitude quelle est cette roche.
À partir de la roche carbonatée initiale, reconstituez simplement les principales étapes qui ont conduit à la formation de ses cavités. Quel rôle jouent successivement la silicification puis la dissolution ?
Introduction
In Paris and the surrounding region, certain stones have been widely used as building materials. Their appearance can sometimes be surprising: a rock may contain numerous cavities while still being strong enough to be used in walls and buildings.
But the presence of holes in a rock is not enough to explain its origin.
Very different geological processes can produce cavities that, at first glance, may look similar.
This EarthCache invites you to discover how observing cavities can help trace the geological process that formed them.
An EarthCache
This is not a physical cache. To log this EarthCache, you must first read its educational geological description, then observe the site where you are standing, and finally answer the questions that will be asked.
You may then log it as "Found it" without waiting, but you must send me your observations and answers at the same time by contacting me through the geocaching.com messaging system (Message Center). Please check that your message has actually been sent, especially in areas with poor network coverage; if you encounter any difficulties, send it by email through my profile.
Although I accept grouped answers, the observations must first be carried out personally on site before being shared. When a photo is requested, it must be an individual photo (group photos are not accepted).
Logs will be deleted when the EarthCache requirements are not met, particularly in the following cases:
- answers not sent;
- observations not personally carried out, answers copied/pasted (especially mine, which I provide only as a courtesy);
- answers that are too vague (especially for higher difficulty ratings), not following the requested structure, not numbered, without field observations, or lacking genuine geological content;
- group photos, landscape photos, or non-personal photos.
There is no such thing as a "right" answer. For me, the process of geological observation, analysis and understanding is sufficient to validate your visit to this EarthCache.
A little bit of educational geology
♦ Holes in a rock
A cavity is simply an empty space within a rock.
These cavities can have very different shapes and sizes. Above all, they do not all form in the same way.
To understand the history of a rock, it is therefore not enough to observe that it contains holes: we need to determine how these voids may have formed.
Two very different mechanisms are of interest here.
◊ When gases leave bubbles
When magma reaches the surface, it forms lava. This lava may contain gases.
When lava cools and solidifies, some gas bubbles may remain trapped in the material. After the gas escapes, their former positions remain as cavities called vesicles.
In this case, the cavities exist because bubbles were present when the volcanic rock solidified.
This can be summarized as follows:
lava containing gas → bubbles → cooling and solidification → vesicles
fig.1 - Formation of vesicles in a volcanic rock
◊ When part of the rock disappears
There is a completely different way in which cavities can form.
This is notably the case for certain millstone rocks (meulière) of the Paris Basin. The starting material is a carbonate rock, rich in particular in calcium carbonate, the main constituent of limestone.
During its history, this rock was partially silicified: some parts became rich in silica, while others remained more carbonate-rich.
However, these two parts do not have the same resistance to dissolution. When water dissolves the remaining carbonate-rich parts, they progressively disappear while the silicified parts are more resistant.
The spaces thus freed become cavities. The rock can then acquire a cavernous or cellular appearance.
This can be summarized as follows:
partially silicified rock → carbonate dissolution → cavities
fig.2 - Formation of cavities in millstone rock (meulière)
◊ But how does a rock become silicified?
Silicification is a transformation during which part of a rock is progressively replaced by silica.
Water circulates through the pores and fractures of the rock. This water may contain dissolved silica.
This silica comes from the weathering and dissolution of silicon-bearing minerals present in the rocks and soils through which the water passes. The water can thus transport a small amount of silica as it circulates.
Under certain conditions, some of the calcium carbonate can dissolve while the silica carried by the water is deposited in its place. Part of the initially carbonate rock thus progressively becomes rich in silica.
This transformation is not uniform. Water circulation and conditions within the rock may vary: some parts are strongly silicified while others remain more carbonate-rich.
The result is a rock made up of parts that will no longer react in the same way to subsequent dissolution.
fig.3 - Silicification of a carbonate rock
♦ Similar appearances, two different histories
There are therefore two very different ways of obtaining a rock containing cavities.
In a volcanic rock, the voids correspond to the former locations of gas bubbles:
In cavernous millstone rock (meulière), the voids appear when certain carbonate-rich parts of a pre-existing rock are dissolved:
In the first case, the cavities are related to the formation of the volcanic rock.
In the second, they result from transformations of an already formed rock.
A similar appearance can therefore conceal two completely different geological histories.
- gas bubbles → vesicles
- carbonate-rich parts → dissolution → cavities
◊ Conclusion
Observing a rock is not simply a matter of giving it a name.
Its shape, structure and the voids it contains can provide clues for understanding the processes that transformed it over time.
The building stone you are now going to examine will allow you to put this knowledge to the test in the field.
Your mission
Reading the description below for this EarthCache should normally be sufficient to allow you to carry out the requested observations and answer the questions.
A higher difficulty rating for the EarthCache will require more detailed observations and more elaborate answers.
For your information, in addition to the field reconnaissance carried out on site, designing an EarthCache generally takes between half a day and a full day for the more technical ones, including research into geological information.
Thank you for respecting the work involved.
Your mission is to observe a building stone in order to understand the origin of its many cavities.
Using your observations and the knowledge gained from the description, you will try to determine which geological process can explain their formation and simply reconstruct the history of this rock.
The questions below will guide you progressively through this process.
observation
Q0 - Ready for your mission :
Take an individual photo of yourself (face optional), or of your distinctive geocaching item or your username written on your hand or on a piece of paper, in front of the wall where you will carry out your mission.
Q1 - Observe the cavities :
Carefully observe the many cavities present in the stone.
How are they organized? Do they look more like individual holes suggesting bubbles, or do they form irregular voids separated by rocky parts? Describe what you observe.
Q2 - Bubbles or missing material? :
The description presented two mechanisms capable of leaving cavities in a rock:
- gas bubbles present during the solidification of lava;
- the dissolution of certain parts of a pre-existing rock.
Based on your observation in Q1, which of these two mechanisms seems most compatible with the stone you observed? Justify your choice using the shape and organization of the cavities.
Q3 - Reconstruct the history of this stone :
You can now state with a good degree of certainty what this rock is.
Starting from the initial carbonate rock, simply reconstruct the main stages that led to the formation of its cavities. What roles do silicification and then dissolution play in succession?
Introducción
En París y su región, algunas piedras se han utilizado ampliamente como materiales de construcción. Su aspecto puede resultar sorprendente: una roca puede presentar numerosas cavidades y, al mismo tiempo, ser lo bastante resistente como para utilizarse en muros y edificios.
Pero la presencia de agujeros en una roca no basta para explicar su origen.
Procesos geológicos muy diferentes pueden producir cavidades que, a primera vista, pueden parecer similares.
Este EarthCache te propone descubrir cómo la observación de las cavidades puede permitir remontarse al proceso geológico que las formó.
Un EarthCache
Este no es un caché físico. Para registrar este EarthCache, primero debes leer su descripción educativa sobre geología, después observar el lugar en el que te encuentras y, finalmente, responder a las preguntas que se te plantearán.
A continuación podrás registrarlo como "Found it" sin esperar, pero deberás enviarme tus observaciones y respuestas al mismo tiempo mediante la mensajería de geocaching.com (Message Center). Comprueba que el mensaje se haya enviado correctamente, especialmente en zonas con poca cobertura de red; en caso de dificultad, envíalo por correo electrónico a través de mi perfil.
Aunque acepto respuestas agrupadas, las observaciones deben haber sido realizadas personalmente por ti en el lugar antes de ser compartidas. Cuando se solicite una fotografía, debe ser individual (no se aceptan fotografías de grupo).
Los registros serán eliminados cuando no se cumplan las condiciones de realización del EarthCache, especialmente en los siguientes casos:
- respuestas no enviadas;
- observaciones no realizadas personalmente, respuestas copiadas/pegadas (especialmente las mías, que transmito únicamente por cortesía);
- respuestas demasiado vagas (especialmente para niveles de dificultad más elevados), que no sigan el desarrollo solicitado, no estén numeradas, no incluyan observaciones realizadas sobre el terreno o carezcan de un verdadero carácter geológico;
- fotografías de grupo, fotografías de paisaje o fotografías no personales.
No existe una respuesta "correcta". Para mí, el proceso de observación, análisis y comprensión geológica es suficiente para validar tu visita a este EarthCache.
Un poco de geología didáctica
♦ Agujeros en una roca
Una cavidad es simplemente un espacio vacío presente en una roca.
Estas cavidades pueden tener formas y dimensiones muy diferentes. Sobre todo, no todas se forman de la misma manera.
Para comprender la historia de una roca, no basta con constatar que tiene agujeros: hay que buscar cómo pudieron aparecer esos huecos.
Aquí nos interesan dos mecanismos muy diferentes.
◊ Cuando los gases dejan burbujas
Cuando un magma alcanza la superficie, forma lava. Esta puede contener gases.
Cuando la lava se enfría y se solidifica, algunas burbujas de gas pueden quedar atrapadas en el material. Tras la salida del gas, su emplazamiento permanece en forma de cavidades llamadas vesículas.
En este caso, las cavidades existen porque había burbujas cuando la roca volcánica se solidificó.
Se puede resumir así:
lava con gas → burbujas → enfriamiento y solidificación → vesículas
fig.1 - Formación de vesículas en una roca volcánica
◊ Cuando desaparece una parte de la roca
Existe una manera completamente diferente de producir cavidades.
Este es, en particular, el caso de ciertas piedras meulières de la Cuenca de París. En origen hay una roca carbonatada, rica especialmente en carbonato de calcio, principal componente de la caliza.
A lo largo de su historia, esta roca fue parcialmente silicificada: algunas partes se enriquecieron en sílice, mientras que otras siguieron siendo más carbonatadas.
Sin embargo, estas dos partes no resisten de la misma manera a la disolución. Cuando el agua disuelve las partes carbonatadas restantes, estas desaparecen progresivamente, mientras que las partes silicificadas resisten mejor.
Los espacios así liberados se convierten en cavidades. La roca puede adquirir entonces un aspecto cavernoso o celular.
Se puede resumir así:
roca parcialmente silicificada → disolución del carbonato → cavidades
fig.2 - Formación de cavidades en una piedra meulière
◊ Pero ¿cómo se silicifica una roca?
La silicificación es una transformación durante la cual una parte de una roca es sustituida progresivamente por sílice.
El agua circula por los poros y las fracturas de la roca. Esta agua puede contener sílice disuelta.
Esta sílice procede de la alteración y la disolución de minerales que contienen silicio presentes en las rocas y los suelos atravesados por el agua. Así, el agua puede transportar una pequeña cantidad de sílice durante su circulación.
En determinadas condiciones, una parte del carbonato de calcio puede disolverse mientras la sílice transportada por el agua se deposita en su lugar. De este modo, una parte de la roca inicialmente carbonatada se enriquece progresivamente en sílice.
Esta transformación no es uniforme. La circulación del agua y las condiciones en el interior de la roca pueden variar: algunas partes están fuertemente silicificadas, mientras que otras siguen siendo más carbonatadas.
Se obtiene así una roca compuesta por partes que ya no reaccionarán de la misma manera ante una disolución posterior.
fig.3 - La silicificación de una roca carbonatada
♦ Aspectos parecidos, dos historias diferentes
Por tanto, existen dos maneras muy diferentes de obtener una roca que presenta cavidades.
En una roca volcánica, los huecos corresponden al lugar que ocupaban antiguas burbujas de gas:
En una piedra meulière cavernosa, los huecos aparecen cuando se disuelven determinadas partes carbonatadas de una roca preexistente:
En el primer caso, las cavidades están relacionadas con la formación de la roca volcánica.
En el segundo, son el resultado de transformaciones de una roca ya formada.
Por tanto, un aspecto parecido puede ocultar dos historias geológicas completamente diferentes.
- burbujas de gas → vesículas
- partes carbonatadas → disolución → cavidades
◊ Conclusión
Observar una roca no consiste únicamente en darle un nombre.
Su forma, su estructura y los huecos que contiene pueden constituir indicios que permiten comprender los procesos que la han transformado a lo largo del tiempo.
La piedra de construcción que vas a examinar ahora te permitirá poner a prueba estos conocimientos sobre el terreno.
Tu misión
La lectura de la descripción que aparece a continuación de este EarthCache debería ser normalmente suficiente para que puedas realizar las observaciones solicitadas y responder a las preguntas planteadas.
Una calificación de dificultad más elevada del EarthCache requerirá observaciones más detalladas y respuestas más elaboradas.
Como información adicional, además del reconocimiento realizado sobre el terreno, la creación de un EarthCache requiere generalmente entre medio día y un día completo para las más técnicas, incluyendo la búsqueda de información geológica.
Gracias por respetar este trabajo.
Tu misión consiste en observar una piedra de construcción para comprender el origen de las numerosas cavidades que presenta.
A partir de tus observaciones y de los conocimientos adquiridos en la descripción, intentarás determinar qué proceso geológico puede explicar su formación y reconstruir de manera sencilla la historia de esta roca.
Las preguntas siguientes te guiarán progresivamente en este proceso.
observación
Q0 - Preparado para tu misión :
Haz una foto individual de ti (el rostro es opcional), o de tu objeto distintivo de geocacher o de tu seudónimo escrito en tu mano o en un papel, delante del muro donde vas a realizar tu misión.
Q1 - Observa las cavidades :
Observa atentamente las numerosas cavidades presentes en la piedra.
¿Cómo están organizadas? ¿Se parecen más a agujeros individualizados que evocan burbujas, o forman huecos irregulares separados por partes rocosas? Describe lo que observas.
Q2 - ¿Burbujas o materia desaparecida? :
La descripción te ha presentado dos mecanismos capaces de dejar cavidades en una roca:
- burbujas de gas presentes durante la solidificación de una lava;
- la disolución de determinadas partes de una roca preexistente.
A partir de tu observación en Q1, ¿cuál de estos dos mecanismos te parece más compatible con la piedra observada? Justifica tu elección a partir de la forma y la organización de las cavidades.
Q3 - Reconstruye la historia de esta piedra :
Ahora puedes indicar con bastante certeza cuál es esta roca.
Partiendo de la roca carbonatada inicial, reconstruye de manera sencilla las principales etapas que condujeron a la formación de sus cavidades. ¿Qué papel desempeñan sucesivamente la silicificación y después la disolución?