Formation des grottes

La Terre, Une vieille dame de 4,6 milliards d'années

Les premiers continents sont apparus il y a 3,8 Milliards d’années. Ils sont composés de diverses roches dont la roche sédimentaire.

La roche sédimentaire peut être d’origine marine (formée sur le fond des mers par l'empilement d'organismes vivants, coquilles, tests d'oursins, coraux, squelettes, algues calcaires...) où d'origine continentale (élaborée par le dépôt de sédiments sous l’eau, au fond des lacs où par le dépôt des alluvions dans le lit des cours d’eaux).

A : la pluie, le vent altèrent les roches en surface.

B : Les résidus sont transportés dans les océans, lacs et rivières.

C : Le dépôt de ces matériaux forment la couche sédimentaire.

Les matériaux qui se trouvent à la base sont soumis à des conditions physico-chimiques de plus en plus différentes de celles qui régnaient lors de leur dépôt, la température et la pression augmentent faisant naître la roche calcaire c'est la diagenèse.

Les roches calcaires, se sont formées au cours des temps géologiques, depuis plus de 350 millions d’années, voire 500 millions d’années pour les plus anciennes (Ère primaire), jusqu’au début de l’Ère tertiaire, c’est à dire 65 millions d’années voire pour les plus récentes 25 millions d’années.

Les roches calcaires se sont déformées sous l'effet de la poussée de l'écorce terrestre à la manière d'une liasse de feuilles de papier que l'on presse de part et d'autre :

il en résulte une suite de bosses et de creux appelés respectivement anticlinaux et synclinaux (ondulation des couches d'un terrain qui peut-être soit convexe, soit concave).

Plusieurs massifs calcaires vont naître lors de l'apparition des continents et du soulèvement des montagnes, créant des failles, des fractures et de nombreuses déformations.

lorsque la poussée devient trop forte sur l'écorce terrestre, des fractures et des failles (cassure) se forment en surface.

Ce qui fait la particularité des roches calcaires par rapport aux autres roches fissurées (comme les granites, les grès et basaltes), c’est leur solubilité non négligeable dans l’eau chargée de gaz carbonique : c'est la dissolution.

Ces eaux corrosives en s’enfouissant dans les fissures de la roche calcaire ont crées des vides, donnant naissance au karst.

le mot karst provient du terme allemand, karst, désignant un plateau calcaire de Slovénie dont le nom slave est "kras".

Le creusement des grottes est le résultat de l’attaque chimique du calcaire par les eaux de pluie auxquelles s’est ajouté le gaz carbonique de l’atmosphère et celui rencontré dans les couches superficielles du sol créant l’acide carbonique (H2Co3).

Le calcaire est relativement peu soluble dans l'eau pure, par contre si l'eau est chargée en gaz carbonique, la solubilité du calcaire devient importante. La proportion de ce gaz dans l'atmosphère et dans le tapis végétal (humus) suffit à multiplier par 10 ce pouvoir dissolvant.

L'eau de pluie commence donc son parcours sur les végétaux pour aller s'infiltrer dans l'humus et dans les fissures des massifs calcaires.

le combiné eau + gaz carbonique va donner l'acide carbonique.

L'eau chargée en acide carbonique va permettre d'attaquer le calcaire, et en quelques centaines de milliers d'années, l'eau va éroder, agrandir les fissures qui couvrent la surface des massifs calcaires, c'est la dissolution du carbonate de calcium et la naissance des gouffres et des grottes.

4 facteurs sont responsables du creusement des grottes et des gouffres

Le facteur géologique :

Il faut du calcaire (ou toute autre roche ayant des propriétés similaires : dolomie, craie, gypse) et qu'il soit pourvu de discontinuités (failles, fissures, joint de stratification....)

Le facteur climat :

Il faut de l'eau aussi, en quantité la plus importante possible et que cette eau soit chargée et riche en gaz carbonique

Le facteur moteur :

En fait, il faut une pente entre les points d'infiltration (pertes) et de restitution (sources). Cette différence d'altitude (gradient hydraulique) va permettre le transit de l'eau sous terre. C'est le moteur du système.

Le facteur temps :

Eh oui, il faut attendre longtemps.... Car si certains karsts sont récents, quelques dizaines de milliers d'années, d'autres datent de plusieurs millions d'années.

L'entrée du karst se situe en général dans les zones montagneuses au dessus des vallées. La roche calcaire apparait presque partout, tailladée et érodée de fissures qu'on appelle Lapiaz. Ces formes sont mises à jour après la disparition du couvert végétal.

Mais il existe aussi des karsts recouvert par la végétation ne laissant rien apparaître de notre bonne roche calcaire, on l'appelle alors un karst couvert.

Lapiaz - Lapiès

les lapiès sont des rainures de corrosion creusées a la surface des calcaires, le terme lapiaz désigne étymologiquement des champs de lapiès.

Doline

ce sont des dépressions karstiques fermées de quelques décimètres à plusieurs centaines de mètres de diamètre, formées par effondrement du plafond d'une cavité.

Canyon

vallée étroite et profonde aux parois verticales parcourue par un cours d'eau

Aven

puits naturel qui se forme en région calcaire, soit par dissolution, soit par effondrement de la voûte de cavités.

Siphon

conduit naturel envahi entièrement par l'eau

Rivière souterraine

galerie parcoure par une rivière souterraine, alimentée par l'eau de pluie.