Carbunculus, Géologie et construction dans le De architectura de Vitruve.

Journal on Geopolymer Science Applied to Archaeology
2020, Vol. 1, p. 10-35

 

By Frédéric Davidovits, Ph. D., Geopolymer Institute (France).

https://doi.org/10.13140/RG.2.2.26618.72644

Abstract:

To determine the nature of the Carbunculus, we used an unexpected discovery from the GEOCISTEM program. During a meeting in Cagliari (Sardinia) in September 1996, we were able, together with the geologists, to visit the volcanic tuff quarry of Paringianu, exploited to extract ashlar. The local volcanic context is constituted by ignimbrites and rhyolites. The tuff is very indurated, i.e. it is solid. It is composed of plagioclase, potassium feldspar, pyroxene, a vitreous matrix and montmorillonite. It was sampled for analysis. During the visit, we saw a curiosity for the specialists of volcanic materials: while some tens of meters away, hard tuff was extracted, geologists showed us an unexploited area of the quarry. And with good reason: the stone had the same composition as the well indurated rock and it contained crystals of the same dimensions, but it disintegrated into sand, when we passed the nail or the finger over it. They explained to us that during the cooling of the volcanic layer, which must be done slowly for the rock to harden, a sudden degassing in this layer of tuff left columns through which the gases escaped: the stone did not have time to have a good cementing when it cooled. This showed the degree of cohesion between the two types of stone: one cooled slowly to acquire some consistency, while the degassing made the other a soft and not very indurated rock (Carbunculus). According to the geologists who accompanied us to the site, the difference in induration between two rocks of similar composition is a common phenomenon. By observing the degassing columns, we could see that they were vertical and that they created a small system of veins which vertically crossed the entire tuff layer from the bottom to the circulation floor. This was approximately one man’s height, and these ducts were a few centimeters wide. This phenomenon is known as “gas pipe”.

Résumé:

Pour déterminer la nature du Carbunculus, il faut se servir d’une découverte inattendue du programme GEOCISTEM. Durant une réunion à Cagliari (Sardaigne) en septembre 1996, nous avons pu, avec les géologues, visiter la carrière de tuf volcanique de Paringianu, exploitée pour en extraire de la pierre de taille. Le contexte volcanique local est constitué d’ignimbrites et de rhyolites. Le tuf est très induré, c’est-à-dire qu’il est solide. Il se compose de plagioclase, de feldspath potassique, de pyroxène, d’une matrice vitreuse et de montmorillonite. Il fut échantillonné à des fins d’analyse. Durant la visite, nous avons vu une curiosité pour les spécialistes des matériaux volcaniques: alors qu’à quelques dizaines de mètres, on extrayait du tuf dur, les géologues nous montrèrent un endroit inexploité de la carrière. Et pour cause : la pierre avait la même composition que la roche bien indurée et elle contenait des cristaux de dimensions identiques, mais elle se délitait en sable, quand on y passait l’ongle ou le doigt. Ils nous expliquèrent qu’au cours du refroidissement de la couche volcanique, qui doit se faire lentement pour que la roche durcisse, un brusque dégazage dans cette couche de tuf laissa des colonnes par lesquelles les gaz s’échappèrent : la pierre n’a pas eu le temps d’avoir une bonne cimentation en se refroidissant. Cela montrait le degré de cohésion entre les deux types de pierres : l’une l’une s’est refroidie doucement pour acquérir une certaine cohérence, tandis que le dégazage faisait de l’autre une roche tendre et peu indurée (Carbunculus). D’après les géologues qui nous accompagnaient sur le site, la différence d’induration entre deux roches de composition semblable est un phénomène courant. En observant les colonnes de dégazage, on pouvait voir qu’elles étaient verticales et qu’elles créaient un petit système de veines lesquelles traversaient verticalement toute la couche de tuf depuis le bas jusqu’au sol de circulation. Celle-ci faisait approximativement une hauteur d’homme, et ces conduits étaient larges de quelques centimètres. Ce phénomène est connu sous le nom de « gaz pipe ».

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