Karst et karstologie...
Les cavernes
visitables, les plus nombreuses et les plus grandes, se localisent surtout dans
les roches solubles (sel gemme, gypse, calcaire, dolomie...). On parle alors de
"cavités karstiques".
Le Karst est une région de la Slovénie, allant de
Trieste à Ljubljana. Son relief caractéristique : pentes accidentées par des
lapiaz, plateaux défoncés par des bassins fermés allant de la doline... aux
poljés, son hydrographie particulière : plateaux très secs, rivières
disparaissant sous terre au contact des affleurements calcaires, émergences de
gros débit ainsi qu'un sous-sol traversé par des cavernes d'une ampleur et d'un
style particuliers ont été retenus comme référence par les géographes.
Qu'est ce que la karstologie ?
La
discipline qui étudie la genèse et l'évolution des reliefs calcaires et de leurs
cavités est la karstologie. Les roches calcaires sont constituées de sédiments
(squelettes d'animaux souvent microscopiques, coquillages, impuretés) déposés au
fond des mers, au cours des temps géologiques. Leur transformation, en roche
cohérente, s'étale sur une période allant de - 350 millions d'années (500
millions d'années pour les plus anciennes), jusqu'à -65 millions d'années(début
de l'ère Tertiaire). La superposition des couches successives de dépôts marins a
donné naissance aux strates. L'émersion des continents et la surrection des
montagnes ont provoqué d'importantes crises tectoniques caractérisées par une
intense fracturation (failles, diaclases, ...) et de nombreuses déformations
(plis, anticlinaux, synclinaux, ...), suivies, chaque fois, de phases
d'érosion.
D'où vient la forme des surfaces
et des cavités ?
Dans
ce contexte, au cours des millénaires, les écoulements se sont organisés :
depuis la surface récoltant les eaux de pluie, à l'intérieur des massifs
calcaires, jusqu'à l'émergence (lieu de réapparition des eaux). Le soulèvement
des massifs entraîne le creusement des vallées ; cela provoque un réajustement
du niveau de base, et donc une nouvelle phase karstique. Celle-ci se caractérise
par le creusement de nouveaux systèmes de drainages souterrains et la
fossilisation progressive des conduits supérieurs, abandonnés par les eaux.
C'est ainsi que l'on rencontre tantôt des cavités très anciennes, souvent
démantelées par l'érosion sur les anciennes surfaces, tantôt des cavités jeunes,
en cours de formation, actives et morphologiquement peu évoluées.
Comment se forment les grottes ?
L'érosion (destruction mécanique) de la roche est
faible sous terre : il est rare que les eaux charrient des éléments plus durs
(sable siliceux) que la roche encaissante. La formation des galeries est le
résultat de l'attaque chimique du calcaire. Les eaux de pluie, auxquelles s'est
ajouté le gaz carbonique de l'atmosphère et celui rencontré dans les couches
superficielles du sol, deviennent corrosives. En s'enfouissant dans les
fractures de la roche et dans les joints de strate, les eaux creusent des
conduits appelés galeries, puits, méandres, laminoirs, suivant leur forme. Ce
faisant, elles se chargent en carbonate de calcium. Ces eaux saturées libèrent
ensuite leur excès de gaz carbonique, notamment en suintant au plafond, ou sur
les parois des galeries ou des salles. Les carbonates précipitent sous forme de
calcite ou d'aragonite pour produire stalactites (tombent...), stalagmites
(montent...) et autres concrétions.
Comment évoluent les grottes ?
La
grotte évolue dans le temps, en passant par différents stades de creusement et
de remplissages. Ces derniers sont de trois sortes :
- les dépôts de matériaux charriés par les eaux
souterraines (ils sédimentent à mesure que l' énergie de l'écoulement baisse),
- les effondrements de roche des voûtes et des parois,
- les concrétions.
Séparément ou combinés, ces éléments peuvent finir par obstruer totalement un
conduit.
Voir aussi "le karst profond de la craie"