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Stage de Géologie au Nouveau-mexique mars 2004
samedi 4 mars 2004
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Pour visiter le Canyon de la Rinconada, le groupe fut séparé en deux sous unités : la première guidée par Lola et la seconde guidée par Derek. Notre guide, indienne navajo, nous expliqua plusieurs anecdotes amérindiennes sur ces pétroglyphes (pour ceux qui ne suivent pas au fond, ce sont des gravures indiennes sur roches qui représentent certaines formes géométriques ou animalières dont seuls les indiens connaissent la signification. Ces gravures ont été faites sur des blocs de basalte présentant des faces planes.
Cet affleurement de roches volcaniques a permis de démarrer notre première réflexion géologique relative à la formation du site. Plusieurs hypothèses s'offrent à nous : déjà un problème à élucider !
Apres deux heures de marche et d'explications fructueuses, nous nous dirigeâmes vers Santa Fe (1h de bus dans lequel beaucoup de dormeurs…) où nous attendait notre hôtel. Hôtel jugé confortable par l'unanimité des élèves. Une déception par contre quand il s'agissait des restaurants : l'endroit ou nous sommes allés manger comportait deux fast-food qui se battaient en duel. Retour a l'hôtel pour des activités diverses, jacuzzi pour certains, water-polo, et télévision ou lectures pour d'autres.
Conclusion : journée enrichissante qui présage le meilleur pour la suite.
Antoine Metivier, Quentin Savary et Matthias Lang.
lundi 6 mars 2004
Lundi matin, la mine….
Suite à un lever très matinal, nous nous sommes mis en route pour un voyage en bus, durant lequel Messieurs Bonnisseau et Roux se sont chargés de commenter d'un point de vue géologique les fascinants paysages Neo-Mexicains, en suivant le Rio Grande : les différents types d'érosions (cheminée de fée….) et des failles.
Nous nous sommes arrêtés sur un bord de route, près du petit village de Dixon ; le bus ne pouvait traverser le chemin boueux que nous avons eu la joie de franchir avec nos propres souliers. Aussi au programme : glissades et escalades tout en admirant les superbes montagnes arrondies, au point d'en perdre notre chemin. Notre guide ayant eu la douleur de perdre sa mère le matin même, nous étions comme des électrons libres après son départ précipité. Nous arrivâmes donc après bien des péripéties à la mine de pegmatites (Harding Mine), superbe « lentille» (appellation due à sa forme), de roche dont les textures, couleurs et reflets offrent un véritable festin visuel.
Cette mine tire sa particularité de la taille de ses cristaux (jusqu'à 30 cm) ainsi que la pureté de ses minéraux. En effet, « pegmatite » signifie très gros cristaux (plus de 10 cm). L'exploitation de la mine a mis à jour différentes sections de minéraux quasiment à l'état pur (quartz, béryl, mica rose, spodumènes…), dont nous avons mesuré la radioactivité à l'aide d'un compteur Geiger. Ces deux points : la taille des cristaux et la pureté des minéraux impliquent un refroidissement extrêmement lent du magma (qui se compte en dizaines de millions d'années).
La lentille blanche est encaissée au milieu de roches très différentes et a sans doute assisté à plusieurs orogenèses (formation de chaînes de montagne), comme en témoigne son existence.
Les intérêts principaux de cette mine sont la rareté des minéraux qu'on y trouve (lithium, bérylium, tentale) et la relative facilité d'exploitation de ces minéraux purs.
Retour au bus au pas de course, ce qui à 2500 mètres d'altitude fut très éreintant.
Fabien Duquesne et Vianney Paul
mardi 7 mars
Après le délicieux repas traditionnel, nous avons traversé la ville de Taos afin de nous rendre sur le pont du Rio Grande. En chemin, une question s'est posée : « Comment on va faire pour beurrer les tartines demain au pique-nique ? » … Non, c'est pas celle-là… « Pourquoi le terrain est-il si plat ? » Nous sommes donc allés sur le pont qui traverse les gorges du Rio Grande pour observer les structures rocheuses et trouver une réponse…
(suspense)…À l'horizon, se dessinait une chaîne de volcans, puis cette vaste plaine mystérieusement plate et enfin coupant net le paysage, un canyon au fond duquel coulait le Rio Grande. Suivant notre intuition féminine, nous sommes arrivées à l'hypothèse suivante : il y a quelques millions d'années, une coulée de lave effusive, fluide (tu vois Maman quand tu mets trop de lait dans la purée) s'est répandue dans la large vallée. Toutes les dépressions, tous les lits de cours d'eau furent comblés par la coulée dévoreuse d'espace. Cependant, sur place à la hauteur du canyon, nous avons vu qu'il y avait plusieurs couches de lave et de sédiments intercalées (comme un millefeuille quoi !). Ce canyon est un livre ouvert sur l'histoire géologique du rift. Mais d'où vient ce rift ? Est-ce une faille ? Non, la trajectoire du canyon est trop sinueuse… Nous avons alors observé que chaque paroi formait une sorte d'escalier menant au Rio Grande de façon symétrique de part et d'autre du fleuve. Le haut du canyon est à peu près dix fois plus large que le cours d'eau qui le parcourt aujourd'hui. Le canyon est donc le résultat d'une intense érosion fluviale.
Malgré nos efforts désespérément désespérés, aucun prof n'est tombé dans le précipice. Mais ce n'est pas grave, on les noiera dans la piscine. Héhé…
Manon Bordes , Mathilde Micléa , Cindy Canton
mercredi 8 mars
Géologie dans le Bandelier National Monument.
Le Nouveau-Mexique est un état très riche au niveau vulcanologique. C'est peut-être, dans ce domaine, l'état le plus intéressant par l'abondance et la diversité de son volcanisme. Le volcanisme dans le Bandelier National Monument (BNM), dans la formation du Jemez a connu du volcanisme effusif, puis explosif.
Ce matin, nous avons d'abord vu des habitations troglodytes d'indiens Anasazi. Celles-ci ont été creusées dans de l'ignimbrite, une roche formée de pierres ponces, de petits minéraux et de cendres et caractéristique d'un volcanisme explosif. Cette roche, qui présente naturellement des cavités dûes à l'emprisonnement d'air et à l'érosion de l'eau a été creusée par les indiens Anasazi pour en faire leurs habitations.
L'après-midi, nous nous sommes dirigés vers le canyon de Las Frijoles pour observer des phénomènes vulcanologiques. Nous étions accompagnés par Nelia Bunbar, une vulcanologue du bureau de géologie du Nouveau Mexique. Nous nous sommes livrés à des activités de lecture du paysage et d'étude des roches. Le haut du canyon était très large et ses bords étaient composés d'ignimbrite, une roche grisâtre et facilement érodée. Elle date de deux éruptions explosives il y a 1,6 (Lower Bandelier Formation) et 1,2 millions d'années (Upper Bandelier Formation). Celles-ci déversèrent mille kilomètres cube de cendres, soit mille fois plus que le Mont Sainte-Hélène. Au fur et à mesure que nous sommes descendus dans le canyon, celui se resserrait. Ceci est dû au fait qu'en dessous de l'ignimbrite, on trouve du basalte datant des éruptions effusives d'il y a quatre millions d'années. Le basalte est une roche plus dure, donc moins érodée par l'eau. On la reconnaît à son aspect sombre et l'absence de cristaux.
A la fin du canyon, nous avons découvert des chutes d'eau sur un terrain composé à nouveau d'ignimbrite. Arrivés à une première chute, nous avons pu observer la fin du canyon déboucher sur le Rio Grande.
Quelques phénomènes particuliers :
-Les « tent rocks » ou hou-dous : ce sont des sortes de cheminées de fée, en forme de tipis, composées d'ignimbrite surmonté d'une roche plus solide, qui protège de l'érosion. Puis, à cause de l'activité sismique de la région et la gravité, la roche supérieure est tombée, laissant des formations rocheuses coniques. Dans d'autres régions, plus stables, on les trouve encore surmontés de la roche solide.
- Le « baked-soil » (sol cuit) : On remarque, à certains endroits, en dessous du basalte, une roche de couleur brique C'est là que le sol humide est entré en contact avec le basalte en fusion. Le sol a cuit et le fer qu'il contenait s'est oxydé, pour lui donner sa couleur rougeâtre.
-Les « terriva blocks » : A certains endroits, l'ignimbrite se trouve au fond du canyon, en dessous du basalte qui, pourtant, le précède chronologiquement. Ceci s'explique par le fait que des blocs d'ignimbrite ont glissé, sans changer de forme ou d'orientation.
-Paléotopographie : à un autre endroit, on retrouve également de l'ignimbrite au fond du canyon, mais en trop grande quantité pour qu'il puisse s'agir de terriva blocks. De plus, on remarque la présence d'ignimbrite et des traces d'érosion de l'eau des deux côtés du canyon. On y trouve des roches particulières aux rivières et le basalte en est absent. Il est donc probable qu'il y ait eu, entre les éruptions effusives et explosives, un canyon qui aurait creusé le basalte. Celui-ci aurait été rempli par l'ignimbrite lors des éruptions explosives.
-Les maars : A la fin de notre marche, nous avons remarqué une structure basaltique en strates fines rougeâtres. Il s'agit de maars, c'est-à-dire une remontée de basalte, qui a rencontré de l'eau souterraine. Cette rencontre entre le basalte en fusion et l'eau provoque une explosion et la retombée de fines particules de basalte réparties en strates. Celles-ci facilitent l'infiltration d'eau et accélèrent l'oxydation du fer dans le basalte, responsable de la couleur rougeâtre.
Arthur et Léon
Aujourd'hui, nous avons visité le site des Jemez mountains. Cet espace est mondialement reconnu du fait qu'il constitue un mystère géologique. La caldeira que nous avons observée est une formation entièrement volcanique. En effet, en opposition à la mine qu'on peut qualifier d'édifice métamorphique, la caldeira est un jeune massif volcanique qui se serait formé il y a dix à quinze millions d'années. Par ailleurs, nous avons aussi observé que la caldeira constitue un milieu écologique different des autres formations que nous avons étudiées dans les journées précédentes. Ainsi, nous avons vu des forêts entières de pins ponderosa.
La caldeira elle-même résulte d'une série d'explosions qui ont eu lieu il y a quelques millions d'années (dont la dernière il y a un million d'années). Il y a quelques millions d'années donc, le magmatisme de cette région a changé. La lave de type basaltique donc fluide s'est progressivement enrichie en silice pour devenir progressivement rhyolite donc visqueuse et au lieu de couler hors de la cheminée du volcan, la lave s'est accumulée. Les gaz dans la chambre magmatique ont créé une pression en dessous de cette lave jusqu'à ce qu'il y eut une explosion. Cette explosion a produit des millions de tonnes de débris ardents qui ont recouvert la région. Plus tard, les derniers événements consistèrent en la formation de dômes rhyolitiques qui forment des reliefs à l'intérieur de l'immense caldeira..
jeudi 9 mars
Cinder Cones ou cratères de scories
Le volcan en cône régulier est le plus commun des volcans. Nous avons observé à Bandera Crater que le volcan était surtout formé par l'accumulation de graviers (lapilli) et de grosses roches ou bombes volcaniques.
Notre vulcanologue préférée, Nelia Dunbar, nous a expliqué que lors d'une éruption –BOUM ! - les gouttes de lave projetées les premières, les plus hautes, refroidirent très vite et formèrent les petits gravillons, puis les gouttes de laves expulsées du tuyau, par la suite, voltigeant moins haut n'ont pas eu assez de temps pour se solidifier et donc se collèrent les unes aux autres pour former des roches plus compactes, scories, que nous avons rencontrées.
Mais aujourd'hui aussi, une question s'est posée : « Qui a mangé tout le fromage ? »
Non, décidément, ce n'est pas celle-là non plus.
« Pourquoi les cinder cônes sont-ils alignés ? »…
… (Suspense #2) La réponse est simple : le rift étant séparé, il s'est formé des failles collatérales d'oùle basalte s'échappait. Ceci explique qu'ici les cônes réguliers soient alignés.
La roche volcanique que nous avons vue était du basalte (ça ressemblait à du gruyère !!) en effet la présence de gaz lors du refroidissement de la lave à formé des petits trous dans la roche. Celle-ci gardant l'humidité, la végétation est donc existante en ces endroits.
André BASTIEN et Manon BORDES
Les tubes de laves.
Cet après-midi, initiation à la spéléologie, sans perdre de vue bien sûr la géologie : descente dans un lava tube. Celui-ci, à première vue ne payait pas de mine : nous nous attendions à une crevasse comme celle de la mine de pegmatites. Balivernes !
Les apparences sont trompeuses et nous nous rendîmes vite compte de la profondeur de ce tube. Rapidement la faible lueur générée par les lampes faiblardes ne suffit plus à déceler les entrailles de l'abîme. Au fur et à mesure de la descente, le tube nous révéla sa face cachée : éboulis épars, plafond dangereusement bas, roches coupantes, embûches abondantes et surtout un silence oppressant à peine troublé par les souffles saccadés des élèves anxieux. Après maintes péripéties nous nous retrouvâmes en face d'un tunnel de moins d'un mètre de haut. « Panique ! Que faire ! » Dirent les aventuriers amateurs. Pourtant l'esprit téméraire l'emporta et le petit groupe continua, rampant difficilement sur une couche d'argile. Enfin, au bout, s'ouvrait une grotte impressionnante avec les inscriptions des différentes personnes déjà venues ici ; à notre tour nous écrivîmes « Rochambeau première S » afin de commémorer cet événement. La remontée fut non moins laborieuse mais rassurante car nous connaissions le chemin. Toutefois, nous empruntâmes un tunnel auxiliaire que nous n'avions pas remarqué. Tant bien que mal nous retrouvâmes l'artère principale, où la lueur de la lampe de Mr. Roux venu à notre rescousse nous rassura. Même si cette aventure n'est pas digne de Voyage au centre de la terre de Jules Verne, elle restera gravée longtemps dans les mémoires.
Carole Delion, Antoine Métivier, Matthias Lang , Quentin Savary
Le mot du professeur : encore émus par leur exploit d'aventuriers des dépôts basaltiques, les élèves ont oublié d'expliquer à nos fidèles lecteurs, que nous saluons, ce que sont les tubes de laves. Soyons bref ! Lors de l'éruption massive d'une lave basaltique, celle-ci tend à se refroidir très rapidement et donc à se figer. Ce processus normal de formation de la roche volcanique freine la progression de la lave et s'oppose à son évacuation hors de la cheminée. Sous la surface durcie, la lave chaude et fluide, isolée de l'air froid, circule cependant dans des tunnels plus ou moins larges. En fin d'éruption, ces tubes de laves restent vides et peuvent soit s'effondrer, soit rester formés pour le bonheur des jeunes aventuriers. Au cours de leur visite dans les tubes, les élèves ont pu observer diverses caractéristiques des dépôts basaltiques.
Ils ont observé, par exemple, que le plafond a été découpé par des fissures dessinant des motifs géométriques, figures de contraction de la matière en cours de refroidissement. Cette observation complète celle des orgues basaltiques observés dans une falaise, plus tôt dans la semaine.
M-L Roux
La visite suivante nous a conduit sur le champs de laves, Zuni-Bandera Lava Field , où Nelia nous a expliqué les différents types d'écoulements de laves basaltiques qui conduisent aux laves cordées, paheohoe, ou aux a-a.
coulée a-a Deux coulées différentes du même âge coulée paheohoe
Merci Nelia
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