Authors: Denis Lacelle; Bernard Lauriol; Ian D. Clark

Source: Canadian Journal of Earth Sciences, Volume 41, Number 12, December 2004 , pp. 1411-1423(13)

Publisher: NRC Research Press

Abstract:

Moonmilk, which is often seen coating walls in temperate caves, is a porous secondary calcite deposit composed of an aggregate of microcrystalline calcite and water. This study, based on moonmilk deposits found in Caverne de l'Ours, Ottawa Valley region, proposes a model for its formation based on the calcite and water isotope chemistry and evaluates its use as a climatic proxy. In Caverne de l'Ours, non-calcitic mineral inclusions protrude from the bedrock (Grenville marble) into the moonmilk, while others are entirely enclosed within the moonmilk. This observation suggests a mechanism of bedrock dissolution and reprecipitation for the formation of moonmilk, which is controlled by the changing seasonal climate in the cave. The ¹⁸O of the moonmilk interstial water indicates that the condensation of water vapour occurs mostly in winter and spring. The condensation of water vapour on the surface of the walls allows for the dissolution of the Grenville marble and releases ions necessary for the precipitation of moonmilk. The ¹⁸O and ¹³C of calcite and ¹⁸O of the moonmilk interstitial water indicate that precipitation of moonmilk occurs during summer and fall. During these seasons, the relative humidity in the cave decreases resulting in moonmilk growth through the slow evaporation of calcite-saturated water. A comparison of the ¹⁸O record of moonmilk from caves in Gaspésie (Canada) and from Aven d'Orgnac (France) shows that this material retains temperature information valuable for paleoclimatic reconstructions.

Le mondmilch qui couvre souvent les parois des cavernes, est un dépôt poreux de calcite secondaire formé d'un mélange d'eau et de calcite microcristalline. Cette étude traite des dépôts de mondmilch de la caverne de l'Ours, située dans la région de la vallée de l'Outaouais et propose un modèle pour sa formation basé sur les isotopes de la calcite et de l'eau et évalue son potentiel pour des reconstructions climatiques. Dans la caverne de l'Ours, des inclusions de minéraux non-calcitiques extrudent de la roche-mère (le marbre de Grenville) et pénètrent dans le mondmilch tandis que d'autres sont entièrement enrobés de mondmilch. Cette observation suggère un mécanisme de dissolution de la roche-mère suivit d'une reprécipitation pour la formation du mondmilch, laquelle est contrôlée par les changements saisonniers du climat de la caverne. Les valeurs isotopiques de l'eau interstitielle du mondmilch indiquent que la condensation de la vapeur d'eau est la principale source d'eau pour le mondmilch. La condensation de la vapeur d'eau en hiver et au printemps sur la surface des murs provoque la dissolution du marbre et relâche les ions nécessaires à la précipitation du mondmilch. Les valeurs isotopiques de la calcite (¹⁸O et ¹³C) et de l'eau interstitielle (¹⁸O) du mondmilch indiquent que ce dernier se forme en été. Comme l'humidité relative dans la caverne décroît en été, un peu d'eau du mondmilch s'évapore lentement et il en résulte une précipitation de la calcite. Une comparaison des valeurs de ¹⁸O de mondmilch récolté dans des cavernes de Gaspésie (Canada) et de l'Aven d'Orgnac (France) permet de conclure que ce matériel contient des informations précieuses pour des reconstructions paléoclimatiques.

Document Type: Research article

Publication date: 2004-12-01

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