Concrétion
Uneconcrétion(du latinconcrescere,« devenir solide ») est l'épaississement par accumulation de matière, souvent en couches successives,autour d'un noyau(concrétion globuleuse, nodules) ou sur une surface rocheuse (encroûtements,revêtements), ou à partir d'un point d'écoulement d'eau (concrétions en milieukarstique), d'origine biochimique (par exemple la concrétionalgaire) ou chimique (par exemple la concrétion ferrugineuse ou la concrétion calcaire dans lesgrottes). Leconcrétionnementest le processus aboutissant aux concrétions.
Concrétions en milieu karstique
[modifier|modifier le code]Les concrétions (stalactites,stalagmites,planchers stalagmitiques,draperies, etc.) au sein d'un massif calcaire se forment par le processus de concrétionnement. L'eau, chargée dedioxyde de carbonepar les éléments issus du sol[1],dissoutle calcaire des roches qu'elle traverse[2]et en arrivant au contact de l'air, plus chaud, des cavités elle dépose la calcite transportée. Celle-ci s'accumule pour former des concrétions regroupées sous le nom despéléothème.Ce sont les mêmes réactions chimiques qui élaborent les galeries, les salles et ces spéléothèmes.
Le processus de ladissolutiondu calcaire peut s'exprimer de la façon suivante[3]:
- CaCO3→ Ca2++ CO32−
Le processus de la dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau donne de l'acide carboniquequi se dissocie en ions bicarbonates et hydrogène:
- H2O + CO2→H2CO3→ H++ HCO3−
EnpHacide, les ions hydrogène attaquent les ions carbonates
- H++ CO32−→ HCO3−
Le processus entier se résume ainsi:
- CaCO3+ H2O + CO2→ Ca2++ 2 HCO3−
Lorsque l'eau chargée en ions calcium et bicarbonates atteint lagrotteou pénètre dans un videkarstique,se produit undégazagede CO2dû à une pression partielle en CO2moindre (par rapport à celle du sol). Sous l'effet de ce changement de pression, et surtout de la baisse de température, la réaction inverse a lieu, à l'origine de laprécipitationducarbonate de calciumselon la réaction suivante:
- Ca2++ 2 HCO3−→ CaCO3+ H2O + CO2
C'est le naturalisteBuffonqui décrit le premier le rôle du gaz carbonique dans la formation des concrétions, en réalisant deux excursions auxgrottes d'Arcy-sur-Curemais sa théorie sur la formation des stalactites fait rapidement l'objet de controverses[4].
Les principales variables de ces réactions sont« lapression partielleengaz carbonique,l'épaisseur du film d'eau, la température et la concentration encarbonates.Quant au moteur des processus physiques de la cristallisation (formation des cristaux), c'est essentiellement le gradient de gaz carbonique (taux de variation) qui est primordial: il fait intervenir différents mécanismes comme lasursaturation,l'évaporationet lanucléation(apparition de cristaux) avec souvent la présence d'impuretés[5]».
Concrétions dans le sol
[modifier|modifier le code]Il existe de nombreuses concrétions dans le sol: calcaire (poupée delœss)[6],le plus souvent calcaire mais parfois ferrugineuse (pisolite(en),oolithe)[7].
Dans le sablesiliceuxde laforêt de Fontainebleau,des concrétionsgréseusesaux formes étranges, appeléesgogottes,peuvent se former[8].
Galerie
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Crâne de rongeur concrétionné au fond d'ungourde l'aven de Puech Agut,Saint-Maurice-Navacelles,Hérault,France. -
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Tufsde Font chaude se développant au-dessus de l'Hérault,Saint-Guilhem-le-Désert,Hérault,France. -
Notes et références
[modifier|modifier le code]- Plus la pression partielle en dioxyde de carbone contenu dans l'eau est élevée, plus l'agressivité de l'eau (acidité) est importante. Si legaz carboniqueest dans l'atmosphère à des concentrations de l'ordre de 0,03 % par volume, sa concentration dans les sols est bien supérieure (2 % et pouvant atteindre 10 %). Ces fortes concentrations résultent de la respiration des racines des plantes et desmicro-organismes du sol,enfin et surtout à laminéralisationde matière. L'eau qui percole au travers du sol s'enrichit ainsi en CO2(leseaux minérales naturellesgazeusescontiennent notamment ce gaz). Leskarstologuesparlent d' « agressivité » de l'eau, sa capacité à pouvoir dissoudre du carbonate de calcium étant liée à sa plus ou moins grande acidité.
- Cette dissolution peut s'observer en plaçant une roche calcaire dans uneeau gazeuse.
- Jean-Noël Salomon,Précis de karstologie,Presses universitaires de Bordeaux,(lire en ligne),p.34.
- Vincent Biot, «Les cavités naturelles - Du fond du gouffre à la reconnaissance patrimoniale»,Géographie et cultures,no66 « Le patrimoine naturel entre culture et ressource »,(DOI10.4000/gc.3698,lire en ligne,consulté le).
- Jean-François Hody, «Les plus belles concrétions de nos grottes et anciennes mines: un patrimoine minéral souvent méconnu»,L'Érable,no2,,p.14.
- Alain Foucault,Jean-François Raoult,,Dictionnaire de Géologie,Dunod,,p.280.
- Alain Foucault,Jean-François Raoult,,Dictionnaire de Géologie,Dunod,,p.245 et 269.
- Pierre Thomas, Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon, «Les gogottes des Sables de Fontainebleau et d'ailleurs, de rares beautés naturelles qui ont séduit le Roi Soleil»,
Voir aussi
[modifier|modifier le code]Bibliographie
[modifier|modifier le code]- (en)Al-Agha, M.R., S.D. Burley, C.D. Curtis, and J. Esson, 1995,Complex cementation textures and authigenic mineral assemblages in Recent concretions from the Lincolnshire Wash (east coast, UK) driven by Fe(0) Fe(II) oxidation:Journal of the Geological Society, London, v. 152, p. 157–171
- (en)Boles, J.R., C.A. Landis, and P. Dale, 1985,The Moeraki Boulders; anatomy of some septarian concretions,Journal of Sedimentary Petrology. v. 55, n. 3, p. 398–406
- (en)Chan, M.A. and W.T. Parry, 2002,aMysteries of Sandstone Colors and Concretions in Colorado Plateau Canyon Country:Utah Geological Survey Public Information Series. n. 77, p.1–19
