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"