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CONTRIBUTIONS

Merci à :
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- Delphine C.
- Estelle D.
- Gwendoline G.
- Sophie D.
pour leurs contributions.

DOSSIERS

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Petite initiation à la géologie

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 Lorsque l'on observe le relief qui nous entoure, l'on pourrait croire qu'il est figé, immuable et a toujours été ainsi.
En réalité il est mobile, s'élève, s'effondre, se fissure et se cicatrise, presque fluide, générant au grès des temps, des monts, des vallées, des étendues aquatiques, des volcans, en somme, notre environnement.

Notre vision du monde et nos limites physique nous permettent de saisir uniquement un instantané de ces phénomènes et l'on considère les roches comme des éléments inertes et éteints; il n'en est rien.

Pour s'en rendre compte, cette vidéo ci-contre d'un modèle théorique de la Terre au fil des temps montre que notre présence sur terre n'y représente qu'une fraction de microseconde.

 La géologie ainsi que l'ensemble des disciplines étudiant le socle même de notre Terre, permettent d'expliquer de manière scientifique le passé tellurique de notre planète et parfois aussi d'imaginer ce que sera son avenir, en observant les mécanismes et les forces qui la modèlent et la façonnent.

De son centre jusqu'au sol que l'on foule, notre planète possède une structure interne composée de différentes enveloppes superposées :
 - Le noyau interne ou la 'graine' terrestre, est une sphère solide située au centre de la terre, potentiellement faite d'un alliage de fer-nickel.
 - Le noyau externe, constitué principalement, lui aussi, de fer et de nickel, étant liquide et animé de mouvements il est a l'origine du champ magnétique terrestre.
 - Le manteau inférieur ou Mésosphère, rigide et épaisse, elle se situe entre deux enveloppes (méso = milieu).
 - Le manteau supérieur ou Asthénosphère (du grec asthenos, sans résistance), c'est la partie ductile du manteau terrestre, qui permet le mouvement des plaques continentales et océaniques appelé la tectonique des plaques.
 - Les croûtes continentales et océaniques ou Lithosphère, littéralement la 'boule de pierre', c'est l'enveloppe rigide de la surface de la Terre sur laquelle nous évoluons.

C'est essentiellement de ces deux dernières couches, interagissant l'une avec l'autre, que proviennent les roches visibles aujourd'hui à la surface du globe.



Le département de la Loire et par extension le Massif Central, a la particularité de permettre d'observer un large éventail des types de roches et de phénomènes géologiques et ce sur une période de plusieurs millions d'années :
Volcanisme, sources thermales, végétaux enfouis devenus charbon, coquillages d'un autre âge, rochers aux formes étranges et érosions diverses.

C'est un territoire fait de reliefs variées propices à l'observation mais aussi à l'imagination.

Nous allons essayer ici de mettre un peu d'ordre dans ce chaos rocheux le plus simplement possible, en se référant à ce que nous en dit la géologie.

La question que l'on peut se poser pour commencer est : Qu'est ce qu'une roche ?

La définition du Larousse :
Tout matériau, consolidé ou non, constitutif de l'écorce terrestre, à l'exclusion des sols et des être vivants, [...]. On classe les roches suivant leur mode de formation, leur composition chimique ou minéralogique, leurs propriétés mécaniques, etc.
Pour résumer une roche doit être :
 - Naturelle.
 - Inorganique.
 - Formée de plusieurs éléments chimiques et/ou minéralogique (les minéraux ou les métaux peuvent être associées pour former des roches).

Donc une roche est le résultat d'une recette de cuisine planétaire, des minéraux, une pincée de métaux, un soupçon de chimie et le tout au four au besoin pendant des millions d'années.

Chaque formule donne une roche différente, parfois aux ingrédients presque similaires mais avec des proportions bien différentes, à l'instar des pâtisseries, un pâte feuilletée peut donner un croissant ou la base d'une tourte.

Comme il paraît peu concevable de goûter la saveur de chaque type de roche, hormis certain cas particulier, plusieurs méthodes ont été développées pour les différencier :
De la simple observation visuelle sur le terrain jusqu'à des techniques complexes en laboratoire.

Echantillon de roche observé au microscope polarisant.
(source : Wikipédia Crédit :Thomas Bresson)

 La géologie permet de classifier les divers types de roches en trois grandes familles en fonction de leurs procédés de fabrication qui sont :

  • Les roches sédimentaires : issues de la cimentation d’un sédiment déposé à la surface de la Terre sont d'origine externe.

  • Les roches magmatiques ou 'ignées' : issues du refroidissement et de la solidification d’un magma (roche en fusion) , donc d'origine interne.

  • Les roches métamorphiques : issues de la transformation d’une des deux autres familles de roche sous l’effet de plusieurs facteurs extérieurs comme la pression, la température et/ou la chimie ont une origine mixte.

Chaque famille est elle-même composée de groupes en fonction :
 - de leurs compositions pour les roches sédimentaires ou magmatiques
 - de leurs apparences pour les roches métamorphiques.


 Voyons un peu plus en détail chacune d'elle.

Les roches sédimentaires :

 Représentant 5% du volume global de la croûte terrestre, elles en recouvrent pourtant 75% de sa surface. Pour garder l'image de la 'cuisine géologique', il s'agit là de la recette du millefeuille ou des lasagnes.

Ces roches se sont formées par l'accumulation de débris de dimensions plus ou moins gros, produits par l'érosion de l'eau ou du vent par exemple, cette accumulation est appelée sédiment, synonyme un dépôt.
Ces sédiments peuvent être composés de minéraux provenant de la croûte terrestre, de résidus organiques mais aussi d'anciennes roches sédimentaires; ils se forment généralement au fond de l'eau mais parfois aussi en milieu terrestre 'aérien' comme les moraines ou les retombées volcaniques.

Leur création résulte d'une phase du processus en particulier appelée l'altération, qui détermine le classement de la roche sédimentaire produite en fonction de son origine dans un des trois groupes distinctifs :

- Détritique : provenant d'une action mécanique de dégradation des roches, par l’action du gel/dégel ou des arbres qui ouvrent les fractures et créent des failles, ou encore l'érosion due au vent et à l'eau.

- Chimique : en fonction de l'environnement ou lié à l'activité des organismes vivants comme les coraux ou le plancton par exemple.

- Biologique : lié à la présence de résidus d'organisme vivant, animaux, végétaux donnant par exemple de la houille ou du pétrole.

Ces actions peuvent être combinées comme pour les sédiments dit 'biochimiques' ou biogène.

A noter que ce classement en trois catégories n'est pas le plus approprié, il en existe un autre bien plus précis et détaillé.

Les sédiments résultants, composés de gravier, sable et boue, une fois stabilisés, se transforment progressivement en roche par compactage, consolidation et cimentation des différentes particules entre elles, l'ensemble du processus s'appelant la diagénèse ou diagenèse.

La roche sédimentaire apparaît ainsi sous forme de couches superposées par âge de dépôts, un peu à la manière des cernes des arbres, on parle de strates.
Assez facilement repérables dans le paysage sur les flancs de falaises ou les abords des routes coupant le relief, ces strates ne sont pas forcement horizontales, les mouvements de terrain dans le temps pouvant les plisser, les basculer ou parfois redresser à la verticale, voire même les retourner littéralement.

Les principales caractéristiques des roches sédimentaires à retenir visuellement sont de trois sortes :
 - formées de grains agglomérés et/ou cimentés (à la manière d'un gateau de riz ou un cake aux fruits).

 - disposés en couches superposées ou strates (pensez au lasagne)

 - contenant parfois des fossiles ou des micro-fossiles (coquillages, fougères, poissons, arbres) qui permettent de dater les couches.


Les roches magmatiques ou ignées :

 Ce sont les roches les plus abondantes dans la croûte terrestre, elles en constituent le socle même.
Comme leur nom l'indique, elles proviennent du feu de la terre (ignée), le magma, qui se propage à la surface ou dans les profondeurs de la Terre.

On peut imaginer une cuisson mijotée ou en cocotte-minute sous pression, dont la soupape du couvercle saute parfois littéralement, donnant naissance à un volcan.

Le magma est le point de départ et d'arrivée du processus de création et transformation des roches, il est le cœur même du cycle.
En se refroidissant plus ou moins rapidement, le magma se solidifie et forme des roches cristallisées et homogènes que l'on peut classer dans deux groupes :

  •  Les roches volcaniques (de Vulcain, dieu du feu dans la mythologie romaine).
    Elles proviennent de l'activité volcanique, de la lave produite par les éruptions explosives ou effusives et de son refroidissement rapide.

  •  Les roches plutoniques (de Pluton, dieu des enfers de la mythologie romaine).
    Ce sont des roches dites intrusives dont le refroidissement très lent c'est fait en profondeur.

La formation de cristaux à l'intérieur même de la roche est plus ou moins accentuée en fonction de la durée de leur refroidissement : par exemple, les granites sont des roches plutoniques aux cristaux bien visibles car le refroidissement a été lent alors que l'obsidienne est une roche volcanique qui, au contact de l'eau, c'est refroidie extrêmement rapidement donnant un aspect vitreux caractéristique.

Pour reconnaitre des roches magmatiques :
 - Texture homogène contenant des cristaux de tailles régulières parfois invisible à l'œil nu.
 - Formées de minéraux imbriqués ou d'apparence lisse et vitreuse.
 - Ne contenant que des matières non organiques (minéraux, cristaux, métaux).


Les roches métamorphiques :

 Le métamorphisme est l'ensemble des changements intervenant à l'état solide dans la composition d'une roche soumise à des conditions différentes de celles où elles c'est formée.

Elles ont pour origine les deux types de roche vues précédemment mais aussi des roches métamorphiques constituées auparavant.
Ce sont des roches qui ont subit des transformations, elles se sont métamorphosées en changeant de texture et d'assemblage par l'action des températures et des pressions élevées ainsi que d'autres événements exercés sur la roche d'origine.
Elles seraient le résultat d'une cuisine gastronomique : pour se les imaginer simplement, travaillées, élaborées et complexes.

Ces roches sont classifiées en deux groupes de par leur aspect :
 - Foliée, qui forme des feuilles comme par exemple l'ardoise
 - Non foliées, présentant une texture plus ou moins homogène et parfois veinée.

Les mécanismes donnant naissance à ces roches étant tellement divers et variés, nous n'aurons pas l'ambition de les exposer ici.

Ce que l'on peut tout de même retenir de certaines de leurs caractéristiques, bien qu'elles ne soient pas toujours présentes, pour essayer de les identifier en fonction de leur aspect :
 - Formées de cristaux de tailles variées constituants des structures géométriques potentiellement visible.
 - De texture orientée et/ou selon une direction préférentielle ou montrant des veines.
 - Constituées parfois en feuillets ou en grandes plaques parallèles plus ou moins épaisses comme les ardoises ou les lauzes.
 - Contiennent parfois des gemmes, pierres précieuses ou semi précieuses, quartz, agates, rubis, saphirs...


 Tous ces types de roches exposés succinctement ici, aussi variés qu'ils soient, sont le fruit d'un unique cycle géologique, certaines émergeant du sol pendant que d'autres retournent dans le magma.

Une roche sédimentaire par exemple, peut retourner sous la croûte terrestre par le mouvement des plaques tectoniques, y être 'digérée', recyclée et fondue au sein de l'asthénosphère pour devenir une roche magmatique.

Cette dernière, une fois refroidie pourra devenir une roche métamorphique ou sédimentaire sous l'effet des éléments qu'elle rencontrera durant un nouveau cycle et l'interaction avec d'autres roches déjà formées et potentiellement donner une nouvelle roche encore non répertoriée.

Des éléments extérieurs comme le vivant ou la chute d'une météorite par exemple s'inscrivent eux aussi dans cette ronde tellurique.


 Pour conclure de ce rapide exposé qui, espérons, vous a permis d'entrevoir l'origine, les caractéristiques et les subtilités de ce sol que l'on foule chaque jour, semble finalement très dynamique, 'vivant' lui aussi.

La géologie est cette science qui essaye de s'expliquer au mieux et de manière rationnelle tout ces éléments, leurs interactions et leurs résultats et d'en faire la découverte, et de vous amener, pourquoi pas, à prendre un instant à l'observer.

Cela n'empêche pas, à qui le souhaite, de s'émerveiller, de rêver, face à un gigantesque rocher ou un petit caillou aux couleurs et formes qui peuvent l'avoir interpellé(e) lors de balade et de randonnées et de s'imaginer le parcours qu'ils ont fait avant de se trouver ici, visiblement statique et le chemin qu'ils peuvent encore parcourir bien après votre passage.

Peut être même que la géologie n'est finalement qu'une explication parmi tant d'autres et qu'il y a aussi un peu de 'magie' dans tout ceci...

Texte & illustrations : Seb (hors mentions specifiques)
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Travail d'érosion, sculptures et architectures naturelles

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Techniques du taillage de pierre et traces identifiables

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