Rue Fusch 3 à 4000 Liège 04 250.75.10 04 222.16.89 info@education-environnement.be asbl reconnue par la Communauté Française comme organisation d éducation permanente pluies de météorites, grandes terres sans vie, déserts froids et chauds, immensités marines silencieuses luxuriance des forêts tropicales, des lagons bleus et récifs de corail, volcans élevés crachant leurs coulées de lave, steppes ou toundras glaciales, soleil de midi brillant tantôt vers le Nord, tantôt pointant au Sud! Nous retrouvons tout cela et bien d autres événements encore inscrits dans les roches de la région et les fossiles qui s y sont incrustés.
Introduction Approcher, comprendre la géologie et la géomorphologie autrement que par un discours, un cours linéaire. Appréhender les modifications et évolutions par une manipulation, une représentation concrète construire le savoir par la pratique et la théorie. Rendre visible l évolution et les transformations géologiques et géomorphologiques. Etre dans le «faire» pour atteindre le «être» dans le «savoir». Et au-delà de ces contenus, se situer, nous les humains et notre développement, dans cette échelle de temps géologique est simplement vertigineux. A notre échelle, savoir que les Alpes continuent à monter parce que le plissement n est pas fini, ou encore, comprendre cette échelle du temps face à notre expansion économique permet un recul intéressant face à nos prétentions et notre avenir. Pré-requis pour l animateur-formateur : connaissances en géologie et géomorphologie. Il doit être capable d être une personne-ressource pour les participants, il doit être capable de leur donner des compléments ou précisions d information. Il les accompagne tout au long du processus. Public cible : adultes (4 à 20 personnes) Durée : 3 heures Lieu : intérieur. Matériel : Pour 1 sous- groupe de 3 à 5 personnes Un document «consignes et info» Une grande feuille de papier environ 50 X 70 De quoi écrire et dessiner (crayons et pastels ou marqueurs de couleurs) Une plaque support de 60X25 cm La plaque est le socle de la construction ; elle représente, l axe Sud-Est Nord Ouest dans sa longueur (qui est notée aux extrémités de la plaque). La plaque représente également le socle du continent. Terre glaise de trois couleurs différentes (environ 750 gr par couleur) +ou 250 gr de terre de chaque couleur Une petite poignée de fin gravier rouge 4 couteaux 2 tubes en PVC d environ 25 cm de long et 2 petites lattes en bois (2,5 cm X 15 cm). Ces éléments sont des ustensiles aidant pour plisser les couches de terre que les participants auront modelées sur le support (en fonction des consignes). 2
Mode d emploi : Première partie : Lecture d un texte qui initie le sujet et introduit les manipulations concrètes Dans le document ci-dessous vous trouverez un texte qui doit être lu par l animateur-formateur aux participants. Ne vous précipitez pas, prenez le temps. Ce texte est la première partie de l activité. Pendant cette lecture, les participants sont mis en situation de schématiser, représenter graphiquement les éléments présentés, retenus dans le texte lu. Deuxième partie : Les participants reçoivent un document (cf. annexe) dans lequel se trouvent des éléments d histoire, d informations ainsi que des actes à accomplir et l utilisation du matériel (écrites en gras) La deuxième partie de l activité est donc scindée en 2 phases, une phase lecture et ensuite une phase nommée action. Lors de la phase action, les participants agissent, construisent selon des consignes précises. Techniquement, l animateur aura soin de demander que les couches de terre apposées aient environ 1 cm d épaisseur (pour pouvoir les «plier» par après) et soient étalées sur un film plastique. Il est également conseillé que la bande de terre placée qui mesure environ 40 cm dans sa longueur ne soit pas plus large que 15 cm environ (pour une question de facilité de manipulation et aussi pour gérer la quantité de terre utilisée). Ouvrons dès lors le livre d histoire de notre région Pour «concrétiser» cette première partie, nous vous invitons à faire usage de vos talents d artistes au sein de dessins, notes et schémas à construire pendant la lecture du texte. Ensuite, dans un deuxième temps, chaque équipe mettra les mains à la pâte Comme toutes les belles et longues histoires, celle-ci commence par «il était une fois à Ferrières», au Précambrien, il y a quelque 600 millions d années. Grelottants au fond d une mer glaciale, nous sommes proches du pôle sud, sous les 70 ème rugissants. La vie y est alors uniquement marine : des algues, des méduses, des éponges, des vers, des étoiles de mer primitives, de minuscules mollusques y peuplent les fonds marins. Pas de poissons ni d autres vertébrés, les animaux les plus évolués sont les fameux trilobites, lointains cousins des crustacés, insectes, arachnides et autres arthropodes actuels. Bien au-delà de l horizon, vers le Nord-Est, s étend une grande île, sans vie, de la taille de l Europe actuelle. C est la «Baltica». 3
Très loin vers le Sud et l Est, s étend aussi un immense continent. Ce continent regroupe l actuelle Amérique du Sud, l Europe du Sud et l Afrique, le Moyen-Orient, l Inde et l extrême Orient ainsi que l Australie. Ce continent se déplace de l Est vers le sud ouest. En pivotant autour du pôle sud. Acte 1 : «l ancienne Calédonie» Le ruissellement sur Baltica est intense. Il arrache à ses montagnes dénudées quantité d argiles et de sables. Ceux-ci sont transportés par les rivières, puis les fleuves, qui les déposent au fond de cet océan glacial où se trouvait la région de Ferrières. Ces sédiments (sables, argiles) s accumulent sur une très grande épaisseur et finissent par se consolider en roches très dures (grès, schiste). Aujourd hui encore, ces roches très anciennes accumulées sur plusieurs milliers de mètres d épaisseur se retrouvent, en surface, dans plusieurs régions de Belgique. Entre - 550 et - 400 millions d années environ, des soulèvements et des poussées venant de l Ouest nous affectent. C est le plissement calédonien. - dans une première phase, une chaîne de montagnes se dresse au Nord de la Belgique actuelle ; - dans une deuxième phase, vers 450 millions d années, une chaîne de montagnes s érige au Sud de la Belgique Cette deuxième phase du plissement est l amorce de la future structure géologique de la Belgique : il soulève et fait émerger l Ardenne. L Ardenne constitue alors un chaînon montagneux isolé, par la mer, entre les deux grandes chaînes montagneuses qui précèdent. A noter que notre région a dérivé et que l on se trouve alors près de l équateur 20 millions d années passent Vers 430 millions d années, l Ardenne devait ressembler à un haut plateau sans vie, dominant la mer de plus de 1000m d altitude. La vie terrestre y est apparue mais elle y est encore extrêmement timide et confinée aux seuls estuaires et rivages battus par les vagues. Dans la mer, apparaissent les premiers poissons cuirassés et des poissons dépourvus de mâchoires. Depuis la côte Nord de l Ardenne, on devait apercevoir, au large, les cônes et les panaches de fumées d une chaîne de volcans, s allongeant de Quenast à Visé. Cette 4
ligne de volcans indique que l on se trouve à un endroit fragile de la croûte terrestre, à la limite de deux plaques tectoniques. 20 millions d années ont passé. Vers 410 millions d années (Silurien), l érosion du chaînon ardennais est déjà largement entamée Eh oui! C est que 20 millions d années d érosion d un continent nu, non protégé par de la végétation, cela se marque par un aplanissement certain (l histoire de l homme sur la terre c est 20 fois moins)! Les soulèvements dus au plissement calédonien se sont cependant poursuivis plus au Nord Ils entraînent l émergence de deux chaînons montagneux : l un, assez large, c est l actuel brabant, l autre, promontoire plus étroit c est l Ardenne condruzienne (on dit aussi ride du Condroz). Au terme de ce premier cycle, le plissement calédonien a donc installé trois grandes ondulations, bases de la structure géologique complexe de la Région wallonne. Ces ondulations forment trois grands anticlinaux (plis de forme convexe) alternant avec trois grands synclinaux (plis de forme concave). Acte 2 : «le démantèlement du Continent des vieux grès rouges» Et maintenant, au travail! Résumons la situation à environ 400 millions d années : nous sommes à l ère Primaire. Le Brabant actuel c est le «Continent des vieux grès rouges». Des montagnes élevées s y sont en effet formées, conséquence de la collision des différentes plaques. L Ardenne, au pied de laquelle nous nous trouvons actuellement, est totalement érodée donc toute plate. A cette époque, la mer qui s étend au Sud de l Ardenne envahit progressivement celle-ci, puis poursuit son avancée vers le Nord-Ouest, sur une grande partie du Condroz. Les fleuves qui s écoulent en venant du Brabant (Continent des vieux grès rouges) y déposent des sédiments surtout sableux. Sollicitez ici l animateur pour quelques recommandations! Action! Une plaque simulant le socle de l Ardenne est à votre disposition. Prenez de la terre glaise correspondant aux «sables» et étendez-en une couche allongée dans le sens Sud-Est-Nord-Ouest indiqué sur la plaque. De façon à vous situer par rapport à votre couche, sachez que Saint-Roch se situe à l extrémité Sud-Est. 5
Vers 390 millions d années, l avancée de la mer vers le Nord s arrête. La mer recule même de plusieurs kilomètres, le rivage se stabilisant au pied de ce qu était auparavant l Ardenne, à hauteur notamment de Saint-Roch et de Rouge-Minière ou encore de Villers-Sainte-Gertrude. L emplacement de ce rivage se marque par un petit dépôt de cailloux rouges de petits calibres, roulés par les vagues. Action! A cet endroit, donc à l extrémité Sud-Est de la première couche de terre glaise (à quelques centimètres au plus du bord), déposez un seul rang de cailloux. La couleur rouge caractéristique des sédiments qui se déposent reflète le climat particulier qui règne sur le continent dont ils proviennent. Nous nous trouvons proche de l Equateur, sous un climat équatorial chaud et très humide. A cette époque apparaissent également les premiers végétaux terrestres. La végétation terrestre du Continent des vieux grès rouges ne constitue pas un couvert dense et élevé qui puisse enrayer l érosion intense des pluies diluviennes qui s abattent sur le sol. Le fer y est entraîné par l eau, puis précipité sous forme de gros nodules, formant une «cuirasse» de teinte rouille, expliquant par là, la couleur des sédiments. Après ce bref recul de la mer, son avancée reprend de plus bel. Le rivage est donc repoussé davantage vers le Nord-Ouest. Les fleuves du Continent des vieux grès rouges déposent à nouveau des sédiments moins grossiers : - d abord des sables ; - puis, au fur et à mesure du recul du rivage et de l aplanissement du Continent des vieux grès rouges, des sédiments argileux, plus fins et plus légers. A cette époque, la mer franchit la ride du Condroz et envahit le synclinal de Namur. Action! Reprenez dès lors la terre glaise «sables» et préparez-en une nouvelle couche. Déposez celle-ci au-dessus de la précédente en ayant soin d y engluer le rang de cailloux tournés vers le haut. Prenez ensuite la terre glaise correspondant aux «argiles» et étendez-en une couche au-dessus de la précédente. Alors que la vie terrestre progresse sous forme de plantes en touffes et de petits buissons, la vie aquatique, quant à elle, explose : les poissons primitifs apparus se diversifient et colonisent les eaux douces. Des groupes d animaux primitifs, dont certains disparus aujourd hui, apparaissent. 6
Il y a environ 370 millions d années, Ferrières se retrouve désormais, à hauteur de l Equateur, au large des côtes aplanies du Continent des vieux grès rouges. Les massifs montagneux de ce continent ne sont plus qu un souvenir Les fleuves lents qui le drainent s étalent paresseusement, leurs eaux s éclaircissent, ne transportant que très peu de sédiments Ces sédiments fins sont des argiles qui se déposent en faible quantité le long du rivage. Ce dernier se situe sur le Brabant, le long d une ligne qui va de Mouscron à Chaudfontaine en passant par Soignies et Nivelles. Mer peu profonde, eaux claires et ensoleillées, climat chaud équatorial, lagons bleus au bord de la côte Il n y manque que les cocotiers pour des vacances de rêve! Tous les ingrédients sont alors réunis pour qu une vie marine intense, diversifiée, très riche en plancton, explose Vers le Sud-Ouest de notre région, du côté de Givet et de Frasnes-lez-Couvin, les conditions sont idéales pour que des coraux édifient des récifs de calcaire «construits». Ils deviendront de superbes marbres rouges et noirs qui ont une réputation internationale. Du côté de Ferrières, les bords de mer forment des lagunes. Leurs eaux plus troubles ne conviennent pas au développement de récifs coralliens. Cependant, des myriades de micro-organismes (algues, protozoaires, etc.) y meurent et s entassent, rapidement et sur une grande épaisseur, sur les fonds marins. La transformation de cette boue calcaire donnera des roches calcaires formées de débris d origine biologique. Dans ces fonds marins vivent et meurent en grand nombre des mollusques, des vers, des éponges, des brachiopodes, des polypes (individu corallien non colonial) Action! Prenez une troisième sorte de terre glaise simulant les dépôts «calcaires» et étendez-en une bonne couche au-dessus des précédentes. Bravo! Vous venez de donner naissance, en quelques secondes, à la Calestienne, ce qui a mis en réalité 5 millions d années! Ce futur gradin de calcaire s allonge de Couvin à Remouchamps et fait la joie des naturalistes par la richesse de ses grottes et de sa flore Surmontez la précédente couche «calcaire» d une fine couche de terre glaise «argile», puis à nouveau, superposez-y une fine couche de terre glaise «calcaire». 7
Vers 360 millions d années, l avancée de la mer vers le Nord s arrête. Dans le courant du Primaire (pendant le Silurien), le «Gondwana», ce méga-continent disposé autour du pôle sud a entamé une longue remontée vers l Equateur. Les prémices d une collision entre cette plaque continentale et une voisine se marquent à cette époque par le soulèvement du massif du Brabant et une nette régression du rivage. L érosion du Brabant reprend alors ses droits et les conditions de dépôt des calcaires ne sont plus d actualité. Sur les fonds marins de la région, proches de la côte, se déposent alors des argiles, puis des sables argileux. Les argiles se durciront ultérieurement en schistes et les sables argileux, en grès argileux dénommés «psammites». Action! Reprenez la terre glaise «argile». Etendez une couche de celle-ci sur les couches précédentes. Attention cependant : limitez le dépôt de cette couche à la moitié Nord-Ouest de votre montage. Ensuite, mélangez un peu de terre glaise «argile» avec de la terre glaise «sable» de manière à obtenir un sable contenant un peu d argile. Faites semblant ensuite de saupoudrer votre mélange de paillettes de mica. Superposez alors une très grosse couche de votre mélange à la couche d argile précédente. Attention cependant : même remarque que précédemment : limitez le dépôt de cette couche à la moitié Nord-Ouest de votre montage. Pendant ce temps, vous doutiez-vous qu un événement sans précédent s est passé? Quelque part au niveau de l actuel Québec, sur l autre continent, un poisson se risque sur la terre ferme. Sans le savoir, cet effronté vient d indiquer aux vertébrés, le chemin de la conquête des continents! Vers 355 millions d années, le soulèvement du Brabant prend fin. La mer, à nouveau, envahit largement cette région. Ce soulèvement marque le début du Carbonifère. Les conditions de formation de dépôts calcaires sont dès lors une nouvelle fois réunies. Action! Reprenez la terre glaise «calcaires». Etendez une bonne couche de celleci sur les couches précédentes. Attention cependant! Comme ces calcaires ont été complètement érodés par la suite dans la zone proche de Ferrières, n appliquez cette couche que dans le dernier tiers de la partie Nord-Ouest de votre montage Vers 330 millions d années, prend fin la sédimentation de ces calcaires carbonifères. Cet événement annonce l affrontement des deux continents (à suivre). 8
Acte 3 : «le plissement hercynien» La rencontre des deux continents pré-cités forme un super continent appelé Pangée. Cette collision comprime notre plaque et provoque l érection d une chaîne de montagnes de 3000 km de long et de 700 km de large, passant par le Portugal, les Asturies, la Bretagne, l Ardenne, les Vosges et la Bohême. Dans un premier temps, vers 330 millions d années, cette poussée venant du Sud soulève l Ardenne. Un haut plateau s érige au Sud-Est de la région de Ferrières Action! Redressez vers le haut la frange Sud-Est de votre montage. Pour simuler l effort de compression, tenez votre montage par l extrémité et levez celle-ci en poussant. L angle que forme la pente que vous avez formée avec un plan horizontal s appelle le «pendage» des couches. Devant vous, en direction du Nord, s étendent à perte de vue des sortes de mangroves. Ces marais côtiers se développent entre l Ardenne et une longue île aplanie, s étirant de la partie centrale du Brabant jusqu en Angleterre. Des fougères vraies, comme nous en connaissons encore, des fougères à graines, qui ont complètement disparu, des prêles, des lycopodes, qui sont minuscules aujourd hui, etc s élèvent aussi haut que les arbres de nos forêts actuelles. Des batraciens primitifs, les premiers insectes tels les libellules (d une envergure de plus de 70 cms!), les fourmis ou les blattes, des iules, des araignées accompagnent cette flore exceptionnelle. La décomposition de ces végétaux sous l eau et sans oxygène est à l origine de la formation de tourbes qui constitueront plus tard nos veines de charbon. Cette tourbe mélangée aux sédiments argileux de ces marais côtiers donnera les roches du Houiller. Les cokeries d Arcelor qui vont bientôt mettre la clé sous le paillasson auront désormais de quoi se chauffer A de rares morceaux près (Bois-et-Borsu et environs), la couche de Houiller qui devrait recouvrir notre montage sera complètement érodée par la suite. Pour nous simplifier l existence, nous ne l étalerons donc pas. Vers - 300 millions d années, la poussée se fait plus pressante. Elle plisse l Ardenne ainsi que tous les sédiments déposés horizontalement au cours de l Acte 2. La poussée est si forte que certains plis se rompent (formation de failles) et finissent par se chevaucher. 9
Action! En plaçant une latte sous votre montage, courbez-le pour former des plis serrés. Créez ainsi 1 ou 2 plis (selon l espace dont vous disposez) dans la première moitié de votre montage (moitié Sud-Est) et 2 plis (au minimum) dans la deuxième moitié de celui-ci (moitié Nord-Ouest). N hésitez pas à solliciter l animateur si vous avez besoin d aide. Si vous avez formé deux plis dans la moitié Sud-Est, incisez et coupez avec une lame le sommet du pli le plus proche de vous et ce, sur toute sa longueur. Déplacez ensuite un peu vers le Nord-Ouest l extrémité Sud-Est de votre montage et, tout en la soulevant légèrement, venez faire chevaucher ce demi-pli sur l autre moitié du pli ou sur le pli suivant. Pendant cette opération ou après celle-ci, veillez à maintenir redressée l extrémité Sud-Est de votre montage. Rafistolez et aplatissez délicatement la partie meurtrie. Le massif du Brabant bloque l onde de choc qui se propage vers le Nord ce qui entraîne, la rupture du socle géologique ardennais. La nappe superficielle formée par l Ardenne et le Condroz (c est-à-dire votre montage) glisse alors, sur plusieurs kilomètres, sur le socle sous-jacent. Les géologues parlent de «charriage» et de «nappe de charriage». Action! Déplacez de quelques centimètres vers le Nord-Ouest l ensemble de votre montage comme si la faille de rupture correspondait au support sur lequel vous travaillez. Suite à ce glissement, le synclinal de Namur se couche sur l anticlinal du Brabant. L anticlinal du Condroz se brise. Cette cassure majeure affecte une grande partie de l Europe occidentale. Elle est connue chez nous sous le nom de faille du Midi, dans le Hainaut, et sous le nom de faille Eifelienne, en région liégeoise. Sollicitez l animateur pour des éclaircissements! Ces formidables mouvements de l écorce terrestre que vous avez simulés en quelques secondes se sont déroulés sur 15 à 50 millions d années. Ils marquent la fin de l ère Primaire et la disparition de 80 % des espèces, sans doute sous l effet d une forte activité volcanique et d un effet de serre s étendant à l échelle planétaire. Notre région a dérivé à cette époque jusqu à 20 de latitude Nord. Les reliefs mis en place par le plissement hercynien sont soumis à l érosion et rabotés durant toute la fin du Primaire. Le Condroz et l Ardenne sont arasés mais restent sans doute émergés pendant une grande partie du Secondaire. Cette longue période continentale est marquée par l explosion des dinosaures et des conifères, le développement des mammifères, des oiseaux et des plantes à fleurs. 10
Action! Simulons le lent travail de l érosion en : - décapant avec une lame l extrémité Sud-Est du montage, de manière à laisser affleurer les petits cailloux mis en place précédemment ; - décapant le ou les plis de la moitié Sud-Est, de manière à faire apparaître différentes bandes de terre glaise ; - décapant la moitié Nord-Ouest du montage, de manière à faire apparaître la terre glaise représentant les calcaires dans la partie concave des plis (dépression) et le mélange de terres glaises représentant les psammites dans la partie convexe des plis (sommet). Durant le Crétacé, il est possible que la région de Ferrières ait été recouverte momentanément par la mer. Cette dernière ne nous en a cependant pas légué de traces. La même incertitude plane sur l ensemble de l Ardenne dont seules les Hautes-Fagnes ont été submergées. La fin du Secondaire, vers 65 millions d années, est marquée par les moments forts du plissement alpin. Celui-ci a cependant très peu affecté nos régions. La fin du Secondaire marque également le pic d extinction d espèces le plus médiatisé. Exit donc tous les dinosaures, les reptiles marins, les ammonites et les bélemnites Au Tertiaire (Eocène), vers 40 millions d années, l Ardenne reste émergée tandis que le Condroz est submergé. Malgré l érosion, certains sommets du Condroz en garde la trace sous forme de lambeaux de sables. A la fin de l oligocène, vers 25 millions d années, le Condroz et la partie Nord de l Ardenne sont une nouvelle fois envahis par la mer. Le seul indice de cette immersion est la présence de petites nappes dispersées de dragées blanches (petits cailloux blancs très arrondis). Dans la deuxième moitié du Tertiaire et au Quaternaire, le Sud de la Wallonie se soulève progressivement. Des rivières telles l Ourthe inférieure et l Amblève inscrivent leur vallée dans les dépôts meubles du Tertiaire. Ceux-ci seront complètement érodés par la suite. En s enfonçant dans ces sédiments meubles, ces rivières finissent par rencontrer les roches dures du Primaire. Elles ne peuvent dès lors poursuivre leur chemin qu en s encaissant. Nous sommes à l aube du Quaternaire, il y a environ 2 millions d années En Afrique centrale, un grand singe se dresse sur ses pattes arrière C est un Homo! Le Quaternaire lui est consacré. Cependant cette ère est aussi marquée par une alternance de périodes froides et de périodes chaudes. Durant le dernier épisode glaciaire, des tempêtes déposent des limons dans nos régions. Ces dépôts feront la richesse de nos champs de betteraves 11
Reclus dans la grotte Chauvet, en Ardèche, il y a 40.000 ans environ, des hommes dessinent de délicates scènes animalières plus vraies que nature. Les traits de leur visage et leur stature sont très proches des nôtres. C est un Homo sapiens sapiens La fin de la dernière glaciation se termine, il y a 12.000 ans environ. Souvenez-vous : des «lithalses» se forment du côté de la Fagne de Malchamps Vers 6000, une forêt ininterrompue de chênes et de tilleuls couvre nos régions Nos fleuves et nos rivières déposent des alluvions «modernes» dans nos fonds de vallée. Les premiers agriculteurs sédentaires s installent chez nous. Le paysage forestier va dès lors subir progressivement de profondes mutations. Nos régions se trouvent à 50 de latitude Nord. En 600 millions d années, elles ont parcouru 13.000 km, soit quelque 2 cm par an, alors que le Sud du pays continue à s élever d 1 à 3 mm par an! Nous sommes en 622. Un envahisseur germanique surnommé Rook, «Le Corbeau» s installe à Rouge-Minière. Avec les siens, il vénère le tilleul sacré. Celui-ci ignore cependant que six siècles plus tard, un de ses descendants nommé «Roch» donnera sa vie aux malades de la peste noire et sera béatifié. Fin 2005, un groupe de futurs guides nature débarque à Ferrières. En quelque 2000 ans au plus, l homme «deux fois sages ou intelligents (?)» a profondément modifié 80% de la couverture végétale terrestre et est à l origine d une extinction d espèces sans précédent dans l histoire géologique Tout va très bien Merci 12