Séquence 2 : Comment les sédiments se transforment-ils en roches  ?

Avec le temps, une roche meuble peut devenir solide : c'est la diagenèse.

A Grand-Anse, comme sur toutes les plages de sable blanc, un banc rocheux est parallèle au rivage : le beach-rock (= grès de plage).

Que font ces roches dures au milieu du sable ?

 

Doc 1 : La plage de Grand-Anse

1a : vue sur la plage de sable blanc à partir du Piton Grand-Anse

1b : un banc de beach-rock

 

Questions :

1) Situe Grand-Anse sur la carte en relief de La Réunion. Sur quelle commune est située la plage ?

2) Repère sur le doc 1a :

- la coulée de lave sombre, au pied du piton,
   - le bassin de baignade,
   - la plage,
   - au loin, le « lagon » et la plage de Grand-Bois.

3) Le banc rocheux (1b) se trouve au nord du bassin, repère-le sur la photo 1a et réalise un croquis de paysage avec, en légende, les éléments reconnus dans les questions 2 et 3.

Remarque : la couleur sombre du banc est due aux êtres vivants (végétaux et animaux) fixés sur les rochers.

 

Doc 2 : Le sable blanc

2a : photo d'une surface de « sable » blanc,

2b : scan montrant quelques éléments du sable : foraminifères, cristaux et piquants d'oursins (blancs et violets). Ces grains ont été sélectionnés ; chacun fait moins de 1 mm de diamètre.

Sur la plage, on trouve effectivement du sable (éléments de 0,2 à 2 mm ) mais aussi des graviers ( 2 mm à 2 cm ) et des galets (2 à 20 cm ) de même origine que le sable.

 

Questions :

4) Retrouve sur la photo 2a : morceaux de coraux, coquillages, piquant d'oursin, morceaux de basaltes (verts, rouges ou noirs)

5) TP, les éléments du sable blanc.

Observe à la loupe un peu de sable blanc étalé dans une boîte puis récupère (avec une pointe de compas mouillée) et colle sous des rubans adhésifs :

- des cristaux d'olivine,
   - des grains de basalte gris,
   - des débris de coraux,
   - des morceaux de piquants d'oursins violets,
   - des foraminifères entiers (tests d'êtres vivants unicellulaires, globuleux et nacrés ; voir doc 2b).

Ajoute une légende à côté de chaque échantillon et un titre.

6) Quels sont les éléments les plus abondants ? D'où viennent-ils et comment sont-ils arrivés sur la plage ?

7) Explique la formation du sable blanc en utilisant les mots : récif corallien, houles violentes, érosion, débris, transport, courants marins, dépôt, plage.

(Remarque : les morceaux de basalte ont été amenés par la ravine d'à côté.)

Illustre tes explications en complétant le schéma 2c

 

Doc 3 : Photo présentant un grès de plage; celui-ci contient surtout des graviers et des petits galets, d'autres contiennent surtout du sable.

 

Questions :

8) Identifie quelques éléments de cette roche.

9) Compare le beach-rock et le sable blanc : points communs et différence.

 

Doc 4 : Quelle est la nature du ciment d'un beach-rock ?

Expérience 1 : dans 3 coupelles placer une pincée de sable noir, une autre de sable blanc et un petit morceau de beach-rock.

Remarque : Pour la suite, il est nécessaire d'utiliser de l'acide peu dilué ; c'est donc le prof qui agit.

Dans chaque coupelle verser un peu d'acide ; observer quelques minutes, rincer à la fin de l'ébullition, résultats.

Expérience 2 : quel gaz se dégage pendant le « bouillonnement ?

Monte le dispositif expérimental, mais c'est toujours le prof qui manipule l'acide concentré. Recueille du gaz dans 2 tubes à essais une minute après le début du bullage (pour éviter de récupérer l'air du flacon).

Recherche du dioxygène en ravivant la braise d'une brindille (pas d'allumette car la braise s'éteint trop vite) – résultat.

Recherche du dioxyde de carbone avec de l'eau de chaux – résultat.

 

Questions :

10) L'effervescence à l'acide d'une roche indique qu'elle contient des carbonates. Quelle est donc la composition chimique (la « nature ») du sable blanc et du ciment des grès de plage ?

 

Doc 5 : D'où vient le ciment ?

5a : milieu de formation du beach-rock
    5b : début de cimentation
    5c : beach-rock bien cimenté.

L'eau qui mouille les plages de sable blanc à marée haute (hmm) est chargée en hydrogénocarbonates dissous (avant on parlait de bicarbonates). Quand elle s'évapore à marée basse, l'hydrogénocarbonate (de calcium) se dépose sur les grains de sable sous forme de carbonate de calcium solide.

Sur la photo 5b, on voit une gaine blanche autour des grains de sable. Cette enveloppe de ciment s'épaissit et remplit les espaces intergranulaires (photo 5c).

 

Questions :

11) Où se forme le grès de plage ?

12) Quand le ciment se dépose-t-il ?

13) Sur la côte ouest de La Réunion, qu'elle est la saison la plus favorable au développement du beach-rock ?

 

Doc 6 : Actuellement, sur les côtes des îles du Pacifique où se sont déroulés des combats pendant la dernière guerre mondiale, des armes et des munitions sont inclus dans du beach-rock.

A La Réunion, des tuyaux placés dans des tranchées creusées vers la mer, pendant les années 60-70, sont pris dans du grès de plage.

 

Questions :

14) Donne une estimation du temps nécessaire à la formation d'un banc de beach-rock (un jour ? un mois ? une année ? une dizaine d'années ? un siècle ?……)

15) Reconstitue l'histoire d'un grès de plage depuis la destruction des coraux lors d'une tempête jusqu'à la cimentation complète de la roche.

 

Activité proposée par Philippe Mairine
Crédits photo : Philippe Mairine
   

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