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 grottes et cavernes - Introduction - + autres

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ninnenne
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Date d'inscription : 08/03/2012
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MessageSujet: grottes et cavernes - Introduction - + autres   Ven 5 Sep - 14:13

grottes et cavernes - Introduction -





Entrée de grotte





Grotte : mot datant de 1537 de l'italien grotta issu du latin crypta, lui-même dérivé du grec krupté, souterrain. Ce mot a remplacé l'ancien français croute qui signifiait la même chose et qui, s'il est resté dans certains noms de lieux, n'a plus cours du tout dans le langage courant actuellement. Caverne vient directement du latin cavernaet cavus qui signifie creux.



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Entrée d'une caverne au coucher du soleil



Quand on pense à ces mots viennent toute une série d'idées, par analogie plus ou moins directe :



antre, aven, cavité, gouffre, trou, tunnel, cache, tanière, creux, terrier, etc. Tous ces termes induisent l'impression d'un certain mystère, l'idée de caches, de trésors, de bandits. Cette notion de « cacher » est à relier aux mythes liant les grottes et l'histoire : repaires de brigands, de contrebandiers … caverne d'Ali baba, parcours initiatique et mystérieux, monstres maléfiques ou non.



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Entrée d'une grotte dans la foret



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Gouffre
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[size=24]Grottes et cavernes - Le gouffre de Padirac -

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Le Gouffre de Padirac est une entrée monumentale de cavité naturelle, de 35 mètres de diamètre environ, au fond de laquelle, à 103 mètres de profondeur, coule une rivière souterraine qui parcours une partie d'un grand ré[size=16]seau de plus de 40 kilomètres de développement.[/size]

 
Il est situé en France, dans la région Midi-Pyrénées, département du Lot sur la commune de[size=16]Padirac au nord de Gramat dans le Quercy sur le causse de Gramat.[/size]

 
Ce gouffre à ciel ouvert s'est formé à partir des eaux de pluie qui, au fil des siècles, ont creusé la terre.

 
En 1907, il existait encore un petit mur en pierres sèches et les restes d'un antique foyer sur le sol du talus détritique du gouffre. Armand Viré pensait que ces vestiges avaient été laissés par des vaincus de la Guerre de Cent Ans. « Des cendres, des charbons, des débris de cuisine et des armes y ont été trouvées » et furent par la suite exposées au public dans une vitrine à l'entrée du gouffre. Il fut habité à la fin du XIVe siècle ainsi qu'en fin du XVIe siècle. À cette époque, d'après Guyon du Malleville, les hommes profitent des conditions climatiques du lieu pour en extraire du salpêtre.

 
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C'est en 1889 que le père de la spéléologie, Edouard Alfred Martel, s'y aventure et découvre un des affluents de la Dordogne, la rivière de [size=16]Padirac.[/size]

 
Au fur et à mesure que les visiteurs s'enfoncent dans ce gouffre aux parois de dentelles sculptées par l'érosion, le murmure de l'eau devient de plus en plus pressant. Apparaît alors le Lac de la Pluie avec une impressionnante stalactite de 60 mètres de haut nommée "la Grande Pendeloque".

 
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La Grande Pendeloque

 
A bord d'une barque, chacun peut admirer cette merveille sous tous les angles.  Il faut ensuite mettre un pied à terre à cause du rétrécissement de la Rivière Plane.

 
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La rivière plane

 
Là, des concrétions aux formes les plus originales ressemblant à des champignons, des candélabres et des bénitiers naturels parsèment le chemin qui mène au Lac des Grands Gours.

 
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Passé le Pas du Crocodile, cet immense bassin de 120 mètres de long surgit. Il dissimule en son sein de multiples barrages naturels et lorsque l'extrémité du lac est atteinte, une cascade bouillonnante se fait entendre.

 
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Le visiteur poursuit sa route vers la salle du Grand Dôme. Là aussi, les merveilles sculptées par le temps rivalisent d'élégance et de puissance. Outre sa voûte de 94 mètres de haut et son Lac Suspendu, cette salle se caractérise par ses piles d'assiettes naturelles et ses cascades de calcites.



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Salle du Grand Dôme

 
Le site est réputé pour la légende diabolique qui lui est associée. Pendant des siècles, le site attisa les craintes et ce n'est pas le masque diabolique sculpté dans la roche au niveau du Lac Suspendu qui améliora les choses.

 
La légende raconte que Satan fit la rencontre de Saint-Martin et le défia afin de récupérer son sac d'âmes damnées. Le diable frappa du pied le sol et un trou béant apparut. Saint-Martin franchit l'obstacle avec sa monture et remporta donc le défi. Satan disparut de rage au fond du gouffre. C'est ainsi que ce lieu fut considéré comme étant un des accès pour atteindre les enfers. Pendant longtemps, le gouffre fut déserté à cause de cette légende.

 
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Quand la nature devient sculptrice, elle fait apparaître des paysages aussi insolites que magnifiques comme ces bénitiers d'albâtre.

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Outre la beauté du lieu, ce sont également les mystères et légendes qui entourent ce site qui font sa renommée.

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Vue du Lac de la Pluie à partir de la Rivière Plane. Les concrétions de [size=16]Padirac atteignent des tailles extraordinaires.[/size]

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Parois du Gouffre de Padirac



Superbe gouffre que nous avons visité dans les années 80

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Grottes et cavernes - Au coeur de la Terre -

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Grotte de Lacave


La formation des grottes ne s'est pas faite en un siècle. Pour arriver à de telles formations karstiques, il a  fallu que de nombreux phénomènes géologiques s'opèrent.

Il y a des centaines de millions d'années, la mer recouvrait la majeure partie des terresactuelles. 



Puis elle s'est retirée laissant à l'air libre les sédiments riches en végétaux et en animaux : c'est la boue. Elle a séché pour donner naissance à de la roche calcaire.



Le mouvement tectonique des plaques du globe a fait soulever les plateaux calcaires provoquant des fissures.



L'eau de pluie s'est engouffrée dans les interstices et autres diaclases et a commencé sontravail érosif ce qui a fragilisé les roches en-dessous qui ont fini par s'effondrer et ont laissé des vides : les grottes.

L'eau de pluie riche en gaz carbonique continue de pénétrer dans les grottes pour former des rivières souterraines et élaborer des décorations calciques incroyables : les concrétions.

La France possède des nombreuses grottes. Les merveilles qu'elles renferment attirent des millions de visiteurs chaque année.





Ces trous béants dissimulés dans le paysage terrestre ont façonné l'imaginaire humain : repères de bandits, cachettes de trésors, refuges de bêtes mythologiques ou encore créations sataniques. Les grottes n'ont pourtant rien de surnaturel.




Ces merveilles géologiques comme le gouffre de Proumeyssac ci-dessus (Périgord) ont été creusées pendant des millions d'années par l'eau. La chimie a ensuite fait son œuvre. 




Les grottes contiennent des trésors d'information sur l'environnement et le climat à l'époque où elles se sont formées ce qui intéresse grandement les scientifiques




La méduse est une des draperies les plus connues du gouffre de Proumeyssac. Cette figure étrange est une concrétion fine qui prolifère sur une paroi verticale ou bien inclinée et qui prend la forme d'un tissu, d'où son nom. 




Ce plafond de cristal comprend de nombreuses stalactites qui sont des concrétions. L'eau d'infiltration est riche en gaz carbonique et en carbonate de calcium. Arrivé sous terre, le gaz carbonique s'échappe et le carbonate de calcium précipite en calcite, un minéral qui donne naissance à différentes concrétions. 




Cette salle du grand Dôme (gouffre de Padirac) abrite le lac supérieur qui s'est nourri des eaux de pluie.




Les stalactites et les stalagmites sont les spéléothèmes les plus connus du grand public. Sur cette photo, nous observons une stalactite et une stalagmite qui d'ici des centaines d'années se rejoindront pour former une colonne.




Cette figure calcique ressemble à une pile d'assiettes. On la trouve dans le gouffre de Padirac (dans le Lot). Il a fallu de nombreuses gouttes d'eau chargées en carbonates de calcium pour donner naissance à cette sculpture incroyable.




Sur ce lac intérieur, nous pouvons voir un barrage de calcite délimitant deux bassins que les géologues appellent des gours. 




Zoom sur une magnifique draperie. On la distingue des stalactites car elle est beaucoup plus fine et elle s'allonge vers les parois et non ver le sol.




Ce lustre de calcite est absolument incroyable. Cette énorme stalactite continue de grandir grâce à ces gouttelettes qui ruissèlent tout du long. Dans des centaines d'années, elle touchera la rivière. 




Cette rivière souterraine parcourt un dédale de galeries. Il lui a fallu des millions d'années pour créer cette magnifique structure. Ce Pendeloque s'élève à 60 m au-dessus de la rivière.




La rivière souterraine renferme des organismes vivants endémiques très particuliers. Des algues ou des petits crustacés peuvent évoluer dans des températures extrêmement froides et dans un milieu dépourvu de lumière. 




Les grottes, les gouffres ou encore les avens sont appelées cavités karstiques. Le karst correspond à un paysage calcaire modelé par l'érosion due à la dissolution du carbonate de calcium par les eaux de pluie chargées en dioxyde de carbone.




Les Chinois rivalisent d'imagination mais parfois de mauvais goût pour mettre en valeur de manière artificielle les beautés de la grotte de la flûte de roseau. Les éclairages accentuent, ici, les gigantesques colonnes qui mesurent plusieurs mètres de haut.




Pendant des millions d'années, l'eau de pluie concentrée en CO2 a dissous la roche calcaire pour donner naissance à des grottes. En s'infiltrant dans les différentes failles, cette eau a alimenté des rivières souterraines qui ont creusé des galeries ornées par des stalactites et des stalagmites.




La rivière a fait son nid en érodant les parois rocheuses. Ici, on constate qu'il n'y a aucune concrétion calcaire sur les parois, la voûte est complètement sèche. L'eau de pluie n'a pas pu s'insinuer dans des fissures ou des diaclases.  




Il est toujours facile de confondre les stalactites et les stalagmites. Sur cette photo, nous observons des stalactites. Ce terme vient du grec stalaktos qui signifie "goutte à goutte". Cette concrétion calcaire se forme sur les voûtes des grottes.




Les grottes de St Michaël à Gibraltar (Espagne) sont parmi les plus belles d'Europe. Elles gisent à 300 m au-dessus du niveau de la mer. Certaines stalagmites présentent une couleur blanche imputable pour certains scientifiques à la période glaciaire. 




Gros plan sur une incroyable concrétion calcaire. Pour former une telle sculpture, l'eau de pluie saturée en dioxyde de carbone a deux options : soit le gaz s'évapore et le carbonate de calcium précipite puis se cristallise en calcite, soit l'eau s'évapore et la calcite se cristallise naturellement.
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Grottes et cavernes - Grotte aux cristaux de Naïca

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Naïca est le nom d'un village de l'état mexicain de Chihuahua, dédié à l'exploitation minière.

Le 4 décembre 1999, une galerie d'exploration, localisée à 200m en dessous de la surface a recoupé une

grotte (40m x 20m) avec de nombreux cristaux d'une taille jamais rencontrée dans le monde auparavant.








Les plus grands cristaux naturels sur terre ont été découverts dans cette mine, à l'intérieur de ces deux cavernes.

Atteignant quelquefois des longueurs de plus de 11 mètres, des diamètres de près de 2 mètres et pesant jusqu'à 50 tonnes,

les cristaux clairs et facetés se composent de sélénite, une forme cristalline du gypse minéral.








Une forêt de cristaux géants, la plus grande de la planète.



Un monde irréel, au delà de l'imagination et du rêve.

Une caverne ou règne une température de 58°c avec 100% d'humidité.

Un endroit infernal où l'homme ne peut survivre plus d'une dizaine de minutes sans équipement spécial...

Explorateurs et scientifiques n'ont que quelques années pour l'étudier :



quand le filon de la mine sera épuisé, les pompes s'arrêteront et la grotte fabuleuse sera de nouveau engloutie sous

les eaux.








Le géologue Jua Manuel Garcia-Ruiz l'appelle "la Chapelle Sixtine des cristaux".

Il explique que pendant des millénaires, les cristaux ont poussé dans l'environnement extrêmement stable et rare de

la caverne.



Ces grottes sont dans la pierre à chaux et normalement noyées par des rivières à 55°c (elles se situent au dessus d'une intrusion

de magma, qui se trouve à 1,5 km de la surface), sous haute pression (30 Bars) et qui sont saturées par des carbonates

de calcium et des sulfures.



Les opérations minières ont exposé cette merveille de la nature en pompant l'eau de cette grotte de 10 x30 m








A présent Garcia-Ruiz est conseiller auprès de la compagnie minière, et sa tâche est de préserver les grottes.

Pour comprendre comment les cristaux avaient pu atteindre de telles tailles, Garcia-Ruiz a étudié des petites poches de

fluide emprisonnées à l'intérieur.



Les cristaux, dit-il, on proliféré parce qu'ils étaient immergés dans une eau minéralement riche et possédant une température

très stable, aux environs de 58°c.

A cette température, l'anhydrite qui est abondante dans l'eau, s'est dissoute dans le gypse, le minéral tendre qui forme les caveres de  Naïca.



Les cristaux géants, en général, sont de dimensions remarquables, mais ils ne sont pas nécessairement beaux ou

esthétiques au sens propre.

Mais à Naïca, ils le sont...








La mine de Naïca appartient à la compagnie "Penoles" et son exploitation dure depuis plus d'un siècle.

En 1910, une première grotte aux cristaux fut découverte à une profondeur de 120 mètres.

Baptisée "Caverne aux Epées" elle contient des cristaux de sélénite de taille extraordinaire (jusqu'à 2 m)








Cette caverne a fourni de grandes quantités de sélénite aux minéralogistes et collectionneurs du monde.

C'est une grande salle de 70 m de diamètre et elle est toujours accessible aux géologues et même

au public.



Mais la nouvelle caverne est l'une des découvertes minéralogiques les plus spectaculaires jamais faites !

Comme la température à l'intérieur avoisine les 60 ° C avec une humidité de 100%, l'exploration s'avéra extrêmement difficile.








Pour la petite histoire, un mineur, qui avait voulu voler quelques-uns des magnifiques cristaux juste après la découverte, succomba à

la chaleur, à l'humidité et au manque d'oxygène, perdit connaissance et fut retrouvé littéralement cuit par ses compagnons plusieurs

jours plus tard...



La Grotte aux Cristaux est une géode pleine de ... cristaux spectaculaires, grands comme des arbres, de formes variées et incroyables, dorés et argentés.

Les plus gros sont essentiellement en forme de colonnes, mais il y a des milliers de "dents de requin" de près d'un mètre de haut,

alignés en rangs serrés dans les cavernes.










Certains poussent dans les murs et le sol, mais d'autres forment de grandes masses de pics

enveloppées de vapeur, semblant flotter dans les airs, défiant la gravité malgré leur poids conséquent.








Les géologues expliquent qu'il y a une chambre magmatique à quelques milliers de mètres sous la montagne,

et que la chaleur de cette lave comprimée remonte à travers les failles jusqu'à la zone de la mine.



Les fluides chauffés transportent les minéraux recherchés par les mineurs ainsi que ceux qui forment les cristaux.








La mine est ventilée pour pouvoir y travailler, mais certaines zones, comme la Grotte aux Cristaux, ne sont pas

climatisées et on y ressent la chaleur qui monte du magma.

Ces formes naturelles complexes et pourtant si simples ont une personalité magique et métaphysique

indépendante de leur structure chimique.

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grottes et cavernes - grottes et rivières souterraines -





Grotte de limousis





Grottes et rivières souterraines



La nature a toujours su façonner de véritables œuvres d’art. L’un des plus beaux spectacles est sans aucun doute la vision magnifique que nous offrent les grottes.
L’un des aspects les plus magiques de cet univers sont les merveilles engendrées par l’eau dans une grotte.
Avec une infinie patience, l’eau creuse de grandes salles souterraines et s’occupe de leur décoration.
L’eau qui façonne les grottes est une véritable artiste.




La formation d’une grotte





Galeries et grottes se forment quand le calcaire se dissout dans l’eau légèrement acide. En s’infiltrant, l’eau phréatique élargit peu à peu de petites fractures.
C’est donc cette lente dissolution du calcaire qui a créé sur des centaines de milliers d’années les grottes.
L’érosion peut s’accélérer quand une rivière s’engouffre sous terre et creuse puits et tunnels.
Les grottes en formation peuvent renfermer de véritables torrents. Par contre, les grottes plus anciennes se transforment en un monde de silence et sont au fil du temps délicatement ornées de stalagmites et de stalactites.








L'eau qui s'égoutte du plafond de la grotte de Beth-shemesh, près de Jérusalem, a mis des milliers et des milliers d'années pour former, par addition de cristaux minuscules, ces colonnes de 1,50 m d'épaisseur


Cependant, on constate que certaines cavités ont pu se former en quelques jours ou semaines seulement.



En effet, il arrive que la lave qui jaillit d’un volcan se solidifie très vite en surface tout en restant fluide en dessous. La roche en fusion peut alors circuler à l’intérieur de la coulée puis s’évacuer en laissant derrière elle un réseau de galeries qui, comme dans le cas de Kazimura Cave, à Hawaï, peut se développer sur une dizaine de kilomètres.


Dans les glaciers, l’eau de fonte et les vents chauds peuvent également creuser des cavernes et se sont peut-être les plus belles de toutes, à cause de la lumière bleuâtre qui filtre à travers la glace.


Dans les régions arides, les vents chargés de poussières rongent les roches les plus tendres des falaises et y creusent des grottes assez vastes mais peu profondes.







Le plateau gréseux de la Mesa Verde (Colorado) présente des abris sous roche, creusés par le vent et l'eau, où des Indiens trouvaient autrefois refuge
Il y a enfin les grottes marines qui ont été creusées par le mouvement des vagues.







Passage à travers un siphon dans une grotte du Yorkshire



Stalagmites et stalactites





En déposant un cristal microscopique, l’eau élabore d’étranges sculptures à la beauté enchanteresse.
Ces concrétions sont presque toujours constituées de carbonate de calcium cristallisé sous forme de calcite.
Leurs formes multiples sont déterminées par le cheminement de

l’eau.






Draperies de la grotte de Carlsbad (Nouveau Mexique).



Le calcite s'est déposé lentement en suivant le cheminement de l'eau sur un plafond incliné, ce qui explique ces gracieuses ondulations


L’eau qui tombe goutte à goutte du plafond engendre des stalactites de forme conique et des stalagmites aux formes arrondies qui peuvent à la longue se rejoindre pour constituer des colonnes reliant le sol au plafond.






Grotte de River Cave (Australie).



Les grottes australiennes les plus connues ont été découvertes vers 1838 par un bagnard évadé
Les gouttes qui courent le long d’un plafond incliné laissent des dépôts qui finissent par former des draperies.







Draperies rubanées de la grotte de Carlsbad



Quand l’eau sourd lentement d’un soubassement poreux, elle peut donner naissance à des structures tourmentées qu’on appelle des « excentriques ».







Concrétions excentriques - grotte de la Madeleine



Les dépôts de calcite




Le sable, la boue ou le guano se déposent souvent dans les grottes. Mais, les dépôts de calcite sont les plus fréquents et surtout les plus spectaculaires.







Voile de calcite en forme de papillon




La plupart des grottes de calcite contiennent des traces d’uranium. La désintégration radioactive des atomes d’uranium permet de déterminer l’époque du dépôt et par conséquent de dater la grotte.






L'effet d'optique donne à cette concrétion la forme "d'oeufs sur le plat"



D’autres types de concrétions



Dans les vasques d’eau se développent des plaques rondes et minces de calcite flottantes. Certaines un peu plus épaisses peuvent croître à partir des bords et former des « trottoirs ».







Les surfaces planes appelées "trottoirs" se forment sur les bords des bassins souterrains ou autour des colonnes immergées
Une eau agitée de légers remous au passage d’une dénivellation peut édifier un barrage de travertin en travers du courant.
Photo ci-dessus: L'eau débordant d'une vasque a déposé sur son rebord de la calcite qui a fini par former un barrage. Quand l'eau du bassin est devenue calme, il y a eu précipitations de calcite à la surface sous forme de plaques rondes flottantes. Chaque plaque finira par couler à cause du poids.



Et, dans les petits creux du sol où tombent de la voûte des gouttes d’eau, on trouve des concrétions étranges qu’on appelle « perles des cavernes » ou « pisolithes ».

Il s’agit de grains de sable enrobés de calcite qui, par leur aspect, ressemblent aux perles véritables qui se forment dans les huîtres.

Il existe de multiples formes toutes plus belles les unes que les autres.


On peut, très rarement, trouver des cristaux de quartz dont la longueur peut atteindre 8 cm. Par exemple, on en trouve en abondance dans une grotte de l'Arizona. Certains géologues pensent qu'ils se forment dans l'eau, à l'intérieur de salles noyées.






Cristaux de quartz



La précipitation de sulfate de calcium sur une roche poreuse peut créer de véritables petits jardins naturels aux fleurs délicates.






Fleur de gypse






Cristaux d'aragonite en buisson



Certaines formes sont tellement exceptionnelles qu'on leur a donné des noms.







Doll's Theater, ou Théâtre de marionnettes. Cette scène est large d'1,80 m







Temple of the Sun (Temple du Soleil) qui s'élève à 9 m de haut



Rivières souterraines et pollution




Les premiers spéléologues étaient souvent arrêtés par un siphon. Le matériel de plongée leur a permis de franchir les passages noyés.

Ce genre d’exercice est réservé aux spéléologues confirmés. Lorsque l’eau est trouble, même les lampes les plus puissantes n’éclairent pas suffisamment. Entre 1960 et 1980, ce type de plongées a fait 234 morts dans les grottes de Floride.







Entrée de la grotte de la Cigalère



L’autre souci est la pollution. Un bon exemple est le cas de Hidden River Cave. Cette grotte était réputée pour sa rivière souterraine sur laquelle on faisait des promenades en bateau. Cette rivière alimentait en eau potable la ville voisine. En échange, les habitants déversaient leurs ordures dans des dolines voisines sans savoir qu’elles communiquaient avec la rivière.



Dès 1930, l’eau de la ville était complètement polluée et quelques années plus tard, l’exploitation touristique de la grotte cessa. Les mauvaises odeurs avaient découragés les touristes.
Les poissons qui abondaient dans les eaux souterraines disparurent à jamais.




Le lac de la grotte Gournier, dans le Vercors. Couvrant près de 1 000 km², le Vercors est le plus grand karst d'Europe. Le complexe qui comprend de nombreuses grottes est formé dans un calcaire crétacé de plus de 400 m d'épaisseur
Ce désastre n’est pas unique. Partout dans le monde, la pollution de surface menace les grottes et donc les rivières souterraines. Les eaux des grottes charrient des bactéries et des virus susceptibles de propager des maladies.






Vue des collines et des îles calcaires de la baie d'Ha Long depuis la grotte de Bo Nau



L’interdiction de jet d’ordures ou de cadavres d’animaux dans les grottes a certainement sauvé des milliers de personnes en France au début du siècle.
Le problème ne fait que s’accentuer. La pollution est devenue un danger pour les spéléologues.
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La suite dans quelques instants


bonne après midi 1   Ninnenne 
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MessageSujet: Re: grottes et cavernes - Introduction - + autres   Ven 5 Sep - 14:22

Suite et fin

grottes et cavernes - Cavités karstiques -






Ce sont évidemment les plus célèbres, les plus belles et celles qu'on visite le plus ! Il y a celles qui sont encore en eau, noyées complètement ou non, celle que les eaux ont quittées il y a plus ou moins longtemps, celles donc qui donnent ou non naissance à une rivière…mais aussi celles dont l'orifice est sous-marin et celles qui se trouvent entièrement sous le niveau de la mer…
Voici donc une carte du karst français de métropole: il est évident que le sud-est de la France métropolitaine est une région privilégiée pour qui s'intéresse aux phénomènes karstiques.



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Carte du karst français



On peut trouver des documents plus précis en consultant les cartes géologiques de chaque région ou des cartes simplifiées comme celle-ci, sur laquelle sont indiquées les différentes formations karstiques observables :



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Carte du Verdon



Différentes formations peuvent constituer une grotte
Lesgouffres sont des entrées plus ou moins verticales et plus ou moins larges mais dont la profondeur est toujours relativement importante, d'où leur nom, comme par exemple le gouffre de la Mortice dans le Briançonnais.





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Gouffre de la Mortice



Le gouffre de Padirac est une cavité naturelle de 75 m de profondeur et 33 m de diamètre qui s'ouvre dans la surface du Causse de Gramat, sous lequel à 103 m coule une rivière souterraine. Situé dans le département du Lot à la rencontre du Périgord et du Quercy en région Midi-Pyrénées. Les Causses sont formés par des terrains calcaires, très perméables, d'une surface sèche et aride, à l'herbe rare mais savoureuse pour les moutons ; le fond et le versant des vallées qui les coupent sont cultivés. Privée d'eau superficielle dans les hautes terres, cette partie du Lot est le domaine des gouffres, grottes et rivières souterraines.


Absorbées par les fissures, les eaux se sont enfouies dans le sous sol depuis des millénaires, créant des cavernes dont les voûtes se sont parfois effondrées, forant des galeries, laissant après leur disparition des grottes décorées de concrétions.



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Gouffre de Padirac



Mais le gouffre n'est pas toujours vide et parfois, un lac l'occupe comme dans le cas du lac Otjikoto en Namibie. Ce lac réputé pour n'avoir pas de fonds ! est en fait profond de 55 mètres et s'est formé par karstification de dolomies et de calcaires vieux de 700 millions d'années. C'est une ancienne grotte dont le toit s'est effondré. Lors de la retraite allemande en 1915, les forces germaniques ont jeté dans le lac les munitions excédentaires qu'elles possédaient et 80000 fusils ! On a même retrouvé au fond du lac un wagon de munitions très bien préservé que l'on sauvé pour le mettre au musée à Windhoeck !



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Lac Otjikoto, Namibie



Les galeries sont plus ou moins larges et plus ou moins noyées suivant les grottes mais c'est l'élément le plus constant, pratiquement toutes les grottes en ont. Les relevés de galeries faits par les spéléologues sont précieux pour la prospection.




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Relevé de galerie (Huveaune)



D'autres grottes ont de grandes salles qui atteignent parfois des dimensions impressionnantes comme la grotte de Cabrespine par exemple.



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Plan de Cabrespine




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Salle de Cabrespine



Ou encore à l'image de cette salle d'une grotte de Tasmanie



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Grotte en Tasmanie



Certaines de ces salles contiennent des lacs qui peuvent atteindre de très grandes dimensions comme le lac de St Léonard en Valais (Suisse). Il s'agit du plus grand lac souterrain navigable d'Europe. La première visite du lac s'est faite au printemps 1943 par deux courageux membres de la Société Suisse de Spéléologie. A l'aide d'un canot pneumatique ils traversent le plan d'eau dans toute sa longueur et débarquent sur la plage du fond, émerveillés par l'ampleur et la beauté des lieux. L'année suivante, des militaires spécialisés dans les reconnaissances souterraines effectuent le relevé topographique complet de la cavité. En 1946, un tremblement de terre (amplitude 5,6 sur l'échelle de Richter / épicentre zone du Rawil) provoque des fissures supplémentaires, notamment dans le fond du lac, ce qui entraîne une plus grande perte d'eau qui s'échappe de la grotte pour se déverser dans la nappe phréatique. Les fissures sont petit à petit colmatées par le petit matériel du fond (argiles, gypse dissous). En 1949 le lac est rendu accessible au public. Alors que la mise en place des roches de cette région s'est étalée sur plusieurs dizaines de Ma (fin de l'ère secondaire, ère tertiaire), le creusement de la caverne date du tardi- voire du postglaciaire, ce qui est très jeune à l'échelle de l'histoire de la terre. La cavité de St-Léonard résulte d'un phénomène d'érosion karstique, qui, ici, s'applique à du gypse.



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Lac de St Léonard



Les lacs souterrains sont souvent en communication avec des rivières elles aussi souterraines ou partiellement souterraines seulement. Ces rivières peuvent être à l'air libre et « disparaître brusquement dans le sous-sol, comme le Rhône à Bellegarde dont voici une image :



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Perte du Rhone



Au contraire, la rivière peut être souterraine et ressortir à l'air libre en quelqu'endroit comme la Venoge à l'Isle
Quelques autres résurgences : la fontaine des Chartreux, à Cahors, aux sources de l'Ouysse, près Rocamadour, ou à Font Polémie, dans la vallée du Vers.


Le plus souvent ces rivières passent par des siphons: c'est le cas pour la résurgence de la Venoge par exemple. Il est évident que de tels syphons rendent l'exploration des grottes très délicates et nécessitent un matériel de plongée adapté à l'exploration souterraine.



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Résurgence de la Venoge



Certaines grottes aussi n'ont plus de relation avec un cours d'eau mais contiennent de laglace. Ces grottes s'appellent des glacières et il y en a plusieurs dans le Jura : St Gorges, St Livres, La Genolière, pour ne citer que quelques unes du Jura vaudois (CH). Ouvertes de manière à récolter les précipitations de neige, elles contiennent souvent de la glace de névé. Toutefois, celle-ci s'accompagne presque toujours de glace de regel sous forme de concrétions ou d'une couche plus ou moins épaisse recouvrant le plancher ou les parois de la cavité. Il s'agit parfois de formes mixtes, où ni la glace de névé, ni la glace de regel ne semblent dominants. Le volume de glace est relativement peu important par rapport à certaines glacières alpines; les plus vieilles strates ont généralement quelques dizaines, voire une centaine d'année. Quant à l'eau libérée durant l'été souterrain, elle rejoint un réseau complexe, se mélange à l'eau de pluie et se réchauffe progressivement. Elle ne parvient donc pas à influencer le régime et la température des émergences karstiques qu'elle alimente.


Les glacières sont tout d'abord utilisées accessoirement par les paysans ou les riverains pour leurs usages domestiques. Dès le XIXe siècle surtout, les plus importantes d'entre elles font l'objet d'une exploitation commerciale. Si on trouve de véritables entreprises, la clientèle demeure essentiellement locale ou régionale. Dans le Jura suisse, seule la glacière de Monlési transporte de la glace au-delà des frontières pour les brasseries parisiennes. A Chaux-les-Passavant, le commerce débute plus tôt. Au XVIe siècle déjà, la glace est transportée à l'église métropolitaine de Besançon par les moines de l'abbaye de la Grâce Dieu. Sa situation, en basse altitude (525 m) et à proximité des habitations (quelques kilomètres seulement du village) joue un rôle primordial dans la précocité et l'intensité de son exploitation.



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Intérieur d'une glacière (Correntannaz)



Pour terminer il faut quand même mentionner les grottes dont l'issue est actuellement en dessous du niveau de la mer, soit que la grotte soit remplie d'eau salée soit que la grotte soit le lit d'une rivière d'eau douce qui va donc sortir directement en mer. La grotte Cosquer près de Marseille en est un exemple et voici le schéma de son développement. Cette grotte est très célèbre pour ses peintures rupestres, n'étant pas noyée à la préhistoire puisque le niveau de la mer était beaucoup plus bas qu'aujourd'hui .



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Coupe de la grotte Cosquer



Mais il existe des grottes sous-marines en de nombreux endroits comme en Italie ou au Japon et pour certaines de ces grottes la rivière qui en sort est prospectée pour l'utilisation en eau douce. Malheureusement dans nombre de cas, l'eau douce ne sort pas avec suffisamment de force pour ne pas être « contaminée » par l'eau de mer environnante.



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Source de la Mortola



Stéphanie Belaud a écrit dans le journal du CNRS : « La source de la Vise et la source de la Mortola comptent parmi les très nombreuses résurgences d'eau douce qui perforent le fond de la Méditerranée près des côtes. Très abondantes, aussi bien en nombre qu'en débit apparent, leur existence est connue depuis que l'homme navigue. Leur localisation n'est un mystère ni pour les pêcheurs ni pour les plongeurs, en revanche on ignore presque tout à leur sujet : débit et qualité de l'eau ne sont que conjectures. Et si on s'y intéresse désormais de près, c'est qu'elles pourraient bien constituer une nouvelle ressource d'eau doucepour pallier l'épuisement des réserves en eau potable disponibles actuellement. Michel Bakalowicz travaille depuis trente ans sur les aquifères karstiques. Et ce sont ces formations géologiques qui sont à l'origine des panaches d'eau douce en mer. De quoi s'agit-il ? Le calcaire est à la base une roche imperméable mais qui, parce qu'elle présente la caractéristique de se fissurer, devient perméable. Dans les sols calcaires, l'eau d'infiltration chargée de gaz carbonique circule par ces fractures et les élargit en dissolvant la roche. Au bout du compte, cet écoulement se traduit par la formation d'un réseau de grottes et de rivières souterraines dont l'importance dépend de la taille de la zone calcaire qui se trouve en amont. Toute l'eau finit par converger vers un seul point, le point le plus bas du massif calcaire, c'est là que naissent les sources. Comme la source du Lez qui alimente en eau potable tous les foyers de la ville de Montpellier et dont les réserves proviennent d'une région calcaire de 400 km2 de superficie. Michel Bakalowicz connaît bien ces sources terrestres et c'est fort de cette longue expérience qu'il s'est s'intéressé à leurs homologues sous-marines. « Pour déterminer le fonctionnement de ces systèmes, explique l'hydrogéologue, nous avons divers moyens. Les explorations, par exemple, menées par les spéléologues dans les grottes et conduits souterrains livrent des informations, mais qui demeurent partielles. Lorsqu'elles peuvent être visitées, ces grottes ne sont plus actives depuis longtemps. » Les chercheurs ont dû imaginer des méthodes indirectes. On les étudie donc en observant ce qui se passe à la source. Là, on suit les variations de la température, du débit ou encore de la composition chimique de l'eau. Le suivi de ces multiples marqueurs permet de connaître la dimension du bassin d'alimentation (surface de la zone calcaire), l'importance du flux (son débit moyen), la quantité des réserves stockées et enfin la façon dont l'eau circule dans les réseaux. Désormais bien maîtrisée pour les sources à terre, les chercheurs souhaitent transférer cette méthode aux sources sous-marines. Et c'est là tout l'enjeu du projet « Panache ». Avant de les exploiter, conclut le chercheur, il faut maîtriser leur fonctionnement et les relations qui existent entre la source en mer et l'aquifère à terre. Golfe du Mexique, Irlande, Madagascar, Australie, Vietnam ou Nouvelle-Zélande : les résurgences d'eau douce en mer existent partout dans le monde où des régions calcaires bordent la côte. L'eau douce circulant dans un aquifère karstique littoral emprunte des conduits situés sous le niveau de la mer et ressort en profondeur. Moins dense que l'eau salée, l'eau douce ne se mélange pas et remonte vers la surface. Les chercheurs ont voulu déterminer l'origine de ces conduits localisés étonnamment bas sous le niveau de la mer. La réponse : l'abaissement du niveau des mers jusqu'à 150 mètres au-dessous du niveau actuel. Mais pourquoi le phénomène est-il aussi important en Méditerranée ? Au Messinien, il y a environ cinq millions d'années, la fermeture du détroit de Gibraltar a fait de la Méditerranée une mer fermée. Par évaporation, son niveau est descendu de 1 000 à 1 500 mètres. Des conduits se sont formés dans le karst aboutissant jusqu'au niveau le plus bas des calcaires, peut-être au voisinage de celui de la mer. Lorsque l'eau est remontée, les galeries se sont retrouvées sous la mer. Les sédiments en ont bouché certaines et d'autres sont restées ouvertes."





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Grotte sous-marine



Ce fort abaissement de la Méditerranée et la constitution géologique de ces régions très riches en roches carbonatées expliquent le grand nombre de sources sur le pourtour méditerranéen. Or ces régions qui affichent de très faibles précipitations ont un besoin élevé en eau potable. D'où le fort intérêt porté à ces sources par des pays comme la Syrie, le Maroc, la Grèce ou l'Espagne. Pouvoir capter cette eau en mer semble être une solution d'avenir à condition qu'on ait au préalable les connaissances nécessaires pour ne pas perturber de façon irréversible ce système hydrogéologique naturel. L'enjeu de ces travaux est donc de taille. »
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[size=24]grottes et cavernes - Le système karstique -





Erosion karstique





Le système karstique provient d'une structuration spatiale et temporelle d'un ensemble devides creusés au détriment de discontinuités dans une masse rocheuse grâce à une dissipation d'énergie .









Gouffre



La dissipation d'énergie résulte de la transformation de 3 types d'énergie.


La transformation de l'énergie chimique est la dissolution la roche avec production d'ions Ca++, Mg++, HCO3-… et de solides : argiles, grains divers. L'intensité de la transformation dépend de la concentration de CO2 et d'autres acides.


La transformation de l'énergie potentiellecomprend l'évacuation des produits ainsi qu'une production de chaleur par la viscosité du liquide soumises à 2 paramètres : différence d'altitude entre l'entrée et la sortie et débit d'eau.



Enfin, l'énergie mécaniquecause la fracturation du massif, et la surrection du massif (si elle a lieu) accroît l'énergie potentielle, il faut de l'altitude pour un karst ! L'ensemble des discontinuités permet le transit des eaux par voie souterraine : joints, fentes de tension, diaclases, failles. Seules certaines discontinuités sont karstifiées à cause de l'anisotropie (Qualité d'un milieu dont les propriétés varient suivant la direction) des contraintes qui s'exercent sur le massif. Thermodynamiquement, le système est ouvert et l'entropie (En thermodynamique, grandeur qui permet de caractériser le désordre d'un système) du système décroît au cours du temps.






Causses - Cévennes



Légende de ce schéma (d'après JC Bousquet1996):
Rose : granite carbonifère 285 Ma
Vert pâle : schistes et micaschistes des Cévennes
Bleu clair quadrillé : roches marines du Jurassique
Jaune : Oligocène




1 - L'érosion par dissolution



L'altération chimique joue un grand rôle car elle est à la base du départ de matière hors du système (FORD D. & WILLIAMS P. 1989). Le départ de matière par action mécanique est mineur et n'agit que si la karstification est assez développée pour permettre une circulation torrentielle de l'eau au sein du système.
Les zones où affleure le calcaire ont une morphologie si particulière que l'on peut les identifier directement sur une carte : réseau hydrographique lâche, cours d'eau assez importants au fond de canions, les sources sont souvent grosses, les cours d'eau disparaissent brusquement, la surface est désordonnée, les dépressions sont irrégulières et souvent fermées. Un autre aspect est important même s'il n'est pas visible directement sur la carte c'est le nombre de gouffres et de conduits souterrains. Ce paysage est tellement typique qu'il a ses propres noms : leisines dans le Jura, causses dans le Languedoc, karst en ex-Yougoslavie…
Outre les innombrables diaclases et fissures du calcaire qui donnent à la roche une « perméabilité de fissures » il y a les phénomènes de dissolution (corrosion du calcaire).


L'eau pure ne peut renfermer que 15 mg de calcaire par litre, c'est très peu et le calcaire est considéré comme peu soluble en chimie ! Mais si la pluie acquiert du CO2 en traversant l'atmosphère, elle peut dissoudre jusqu'à 60 à 80 mg de calcaire, cette concentration étant très inférieure à celle des sources qui dépasse souvent 200 mg. Ceci signifie que l'eau s'enrichit en gaz carbonique dans le sol dont l'atmosphère peut contenir jusqu'à 10% de CO2 à cause de l'activité biologique ! N'oublions pas non plus que le CO2est plus soluble dans l'eau froide.


Les réactions sont lentes, le système n'est donc jamais en équilibre chimique et les cas de sursaturation sont fréquents. Les facteurs de la corrosion sont : le climat de préférence pluvieux tempéré froid (Jura !), la fissuration de la roche, la présence de sol, l'érosion biologique (racines). Et un site calcaire est rarement dépourvu de sol. Ces phénomènes, apparemment lents, quand on essaie de quantifier les choses donne des chiffres ahurissants. Des géochimistes ont fait « les comptes » pour le Jura et estiment que l'abaissement de la chaîne de montagne, dû à la karstification, est de 500 m depuis son érection ! soit 0,1 mm/an en ablation totale et 0,5 mm/an en ablation superficielle.


La cryptoaltération est l'altération de la roche au contact d'une autre formation perméable non karstifiable de couverture.Ce processus se produit généralement lorsqu'une formation sableuse repose sur le substratum karstifiable. La disparition de matière par dissolution du carbonate entraîne un enfouissement progressif de la couverture non karstifiable avec formation de morphologies de type marais. Il n'y a pas de vide résultant de ce processus.





Schéma de cryptodoline



La fantômisation est l'altération isovolumique.La roche est devenue non cohérente, très poreuse, par disparition d'éléments solubles et conservation sur place des éléments moins solubles. Les vides souterrains résultants sont des pores et non des conduits. La fantômisation se déroule à partir de la surface. Plus bas, ces structures se prolongent sous la forme de galeries colmatées. Mais ici, le colmatage est le résidu in situ de l'altération car cette structure n'a jamais été vide.



2 - La morphologie karstique



Les lapiez sont des rainures de dissolution tracées sur les surfaces calcaires. Peu profondes elles forment des rigoles, plus profondes des crevasses.





Lapiez



Les dolines constituent un des traits les plus caractéristiques du paysage calcaire. Ce sont des dépressions fermées des milieux karstiques, dans lesquelles le calcaire a été dissous par l'eau de pluie, provoquant l'affaissement du sous-sol sur des dimensions pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres en extension et plusieurs mètres en profondeur. Les argiles de décarbonatation s'y accumulent, produisant des sols riches qui sont quelquefois les seuls cultivables à la surface des causses (ces sols, souvent acides, ont fréquemment été plantés en seigle, d'où leur nom régional de ségalas). Entonnoirs, elles sont souvent le départ de galeries et de circuits souterrains. La dissolution des versants élargit l'entonnoir et le fond rocheux a tendance à s'approfondir.





Doline



Un certain remblayage se fait par les matériaux de déblais des parois qui contribue à combler le fond de la doline et parfois à le rendre étanche. Si la doline continue de se creuser on peut avoir formation d'un gouffre. C'est une des formes très efficaces de la karstification.





Schéma doline-réseau





Doline étanche avec un lac (dans un karst africain)



La coalescence(union de parties autrefois séparées) de plusieurs dolines forme un ouvala. Les ouvalas sont des creux peu étendus irréguliers et percés de dolines. Un ouvala est souvent une suite de dolines de diamètres différents comme l'ouvala de la Perrausaz creusé dans une voûte anticlinale. Un exemple français : l'ouvala du Champ de Quercy (la Couvertoirade).





Schéma de l'ouvala de la Perrausaz



Les bassins fermés synclinaux ou poljés synclinaux sont des vallées structurales fermées à leurs extrémités avec un réseau hydrographique autonome dont le trop-plein s'écoule par une perte.





Vallée de Joux



Les poljés se rencontrent surtout dans les Balkans, dépressions à fond plat et versants raides et sinueux. Les rivières de sources vauclusiennes les parcourent, y provoquent souvent des inondations et se perdent ensuite. Un exemple français : le grand poljé de la Vacquerie-Saint Maurice (Larzac)





Poljé Obraslo



Les vallées sèches et pseudo-vallées sèches oucombes (vallon entre deux barres rocheuses) sont des sortes de poljés dont le développement ne s'est fait qu'en longueur à cause de la présence de fissures favorables à la dissolution.





Combe du Jura





Combe du Lac près des Rousses
Le Lac est une doline étanche, (remarquer sa forme circulaire)



Le karst se manifeste aussi dans lescalcaires dolomitiques comme par exemple le sotch de Robert (sotch est un terme synonyme de doline):un effondrement massif dû à la dissolution profonde des calcaires dolomitiques, un autre exemple est celui des monts Ottavi en Namibie.






Sotch (doline) de Robert



La karstification existe aussi dans les gypses et le gypse est plus soluble que le calcaire ce qui peut avoir des incidences sur la stabilité du sol qui doit être surveillée de près. Les eaux contenant du gypse sont aussi très agressives pour le ciment ordinaire et dans ces régions il vaut mieux utiliser des ciments spéciaux !





Pyramides de gypse de la Tour, Massif des Diablerets (Suisse)



Il apparaît ainsi que la karstification d'un massif peut suivre plusieurs voies et affecter un paysage de façon très différente. Seuls les "vrais karsts" sont exploitables en spéléologie, les autres formes de karst ne se dévoilent que géologiquement.
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grottes et cavernes - Sous glaciaires -





Les grottes sous-glaciaires, naturelles bien sur ( la grotte du glacier du Rhône, par exemple, est creusée pour les touristes, même si elle l'est depuis 120 ans !), sont formées par des torrents de fonte qui se créent un passage dans la glace soit par des moulins (sortes de conduites forcées développées par l'eau de fonte) soit par rupture de la glace dans une zone fragile, rupture due à la pression de l'eau de fonte sur une zone plus fragile.



Voici quelques exemples de grandes cavités glaciaires :



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Denivellation de + de 100 m------
KverkfjöllIslande- 525m
Riv. du glacier de Grise-FjordIle de Ellesmere- 147 m
Gouffre de VesletuvaSpitzberg- 112 m
Développement de + de 1000 m------
Paradise ice caveUSA24 000 m
KverkfjöllIslande2850 m
Grotte de Tupilaq Sulloq
Riv. du glacier de Grise-FjordIle Ellesmere1046 m
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Vatnajokull



L'Islande avec le Vatnajokull, un dôme de glace que l'on peut encore qualifier de mini-inlandsis, offre quelques beaux exemples de grottes sous-glaciaires qui, ici en particulier, peuvent être dues à l'activité volcanique du massif qui se trouve exactement sur ladorsale
nord-atlantique. Celle de Kverkfjöll est peut-être la plus belle et la plus célèbre grotte sous-glaciaire, formée par une source chaude volcanique sous-glaciaire elle aussi ; la grotte a pu être explorée sur une distance de 2 km dans les années 80. Formées très rapidement, surtout dans le cas de sources chaudes comme c'est le cas ici, ces grottes ont une durée de vie très courte, elles peuvent à tout moment se fermer suite à une chute de glace.





Tunnel de glace du Kverkfjöll en Islande





Les « poches » sous-glaciaires



Certains glaciers accumulent de l'eau de fonte dans d'immenses cavités sous-glaciaires : ce sont les « poches » des glaciers qui se rompent de temps en temps et peuvent causer de graves catastrophes. Voici 2 exemples de ces cavités qui se remplissent d'eau en plusieurs années et se vidangent d'un seul coup.



Le glacier de Trient



Le glacier du Trient (Massif du Mont Blanc, Suisse) comporte une poche sous-glaciaire, appelée "Tine", qui se vidange régulièrement tous les 3 à 5 ans, provoquant une augmentation du débit du torrent émissaire.





Glacier du Trient



Plusieurs dates ont marqué l'histoire de ce glacier :
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  • le 17 juillet 1911


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, suite à une vidange de la "Tine", le débit du torrent émissaire du glacier du Trient a été multiplié par deux,

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  • la période du 20 au 25 juillet 1930


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, durant laquelle la vidange a entraîné une petite augmentation de débit du torrent émissaire,

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  • du 6 au 8 juillet 1942,


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trois débâcles ont été enregistrées, celle du 7 juillet a été particulièrement dangereuse, provoquant une énorme augmentation de débit (de 3,5 m3/s normalement en été, à 26 m3/s au maximum de la vidange !) ; le volume d'eau évacué par la "Tine" a été estimé à 840000 m3,

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  • le 6 août 1960,


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la débâcle a été dévastatrice, le flot ayant emporté des ponts, coupé les routes, rompu les digues. Le débit maximum enregistré au moment de la crue était de 25 m3/s, au lieu des 3,5 m3/s habituels à cette époque.
Le volume maximum de la poche d'eau a été estimé, d'après la débâcle qui a eu lieu en août 1960, à un peu plus d'un million de mètres cubes.



Le glacier de Tête-Rousse (1892)





Schéma de la poche, glacier de Tête-Rousse



La catastrophe du glacier de Tête-Rousse (Massif du Mont Blanc, France) s'est produite dans la nuit du 11 au 12 juillet 1892. La rupture d'une poche d'eau sous-glaciaire, située à 3150 m d'altitude environ, a entraîné la libération d'une importante masse d'eau, estimée à 200 000 m3. A ces 200 000 m3 d'eau se sont ajouté les 90 000 m3 de glace qui constituaient le bouchon qui a été expulsé. Toute cette masse en mouvement a ensuite emprunté l'étroit couloir du Bossonney, en l'érodant intensément (800 000 m3 ont été mobilisés dans cette vallée). Le mélange d'eau, de glace et des matériaux érodés a donné naissance à une lave torrentielle énorme. Après de nombreux phénomènes d'embâcles et débâcles, cette masse de boue a rapidement (sa vitesse a été estimée à 14 m/s) atteint l'établissement thermal de Saint-Gervais et ses environs, où elle a tout dévasté, faisant 175 victimes. En poursuivant son chemin, elle s'est étalée dans la plaine en aval jusqu'à l'altitude de 600m, en laissant sur place quelques 600 000 m3 de matériaux.





Tête-Rousse, trou d'évacuation de la poche du glacier, photo ancienne



D'après les témoins, la rupture de la poche d'eau a provoqué une détonation, ainsi qu'un violent effet de souffle.



La poche qui s'est rompue était constituée de 2 cavités communicantes, et Vallot (1892) a estimé à 3 ou 4 mois, le temps nécessaire pour accumuler cette quantité d'eau. Il semble, d'après les croquis exécutés par Vallot, que l'origine de la poche soit consécutive à un effet de barrage de l'écoulement sous-glaciaire par la glace, au niveau d'un seuil rocheux dans le profil longitudinal. Suite à l'érosion mécanique de la glace par les eaux, cette disposition en seuil a favorisé la constitution d'une énorme cavité sous-glaciaire, qui a progressivement débordé du seuil rocheux vers l'aval. Lorsque la pression exercée par l'eau sur la glace a été suffisante, la partie de glace jouant le rôle de bouchon a été arrachée et pulvérisée ; le départ de l'eau accumulée dans la cavité sous-glaciaire a alors provoqué l'effondrement de la voûte amont qui la surmontait.





Tête-Rousse



Pour éviter une deuxième catastrophe de ce type, il fut décidé de construire un tunnel de drainage qui permettrait à l'eau de s'évacuer. Un premier tunnel fut foré entre 1899 et 1900. Ce tunnel avait pour objectif d'évacuer l'eau accumulée au niveau de la cavité supérieure du glacier, derrière le seuil rocheux.



Mais après son creusement, ce tunnel était à une altitude trop élevée pour pouvoir vider toutes les eaux de la poche. Il fut donc décidé de construire une nouvelle galerie d'évacuation plus à l'ouest et dont l'orifice se situerait à 3115 mètres d'altitude.


Le tunnel devait relier la base du glacier de Tête Rousse au versant ouest qui descend vers le glacier de Bionnassay, car le versant nord est obstrué par un glacier (glacier de la Griaz). En 1904, le tunnel fut achevé et permit l'évacuation des 22000 m3 d'eau qui s'étaient accumulés depuis 1892 dans la nouvelle crevasse. Depuis, la sortie du tunnel est régulièrement nettoyée tous les deux ans par l'O.N.F. (Office National des Forêts). Il n'y a plus jamais eu d'accident.



Les moulins





Rivière sur la glace



Des équipes très spécialisées étudient les trous dans la glace et en particulier les moulins pour savoir comment se produisent et comment évoluent ces phénomènes. Ces conduites forcées, formées à partir des rivières qui coulent sur la glace lors de la fonte estivale, sont vides en hiver quand la glace a cessé de fondre et c'est donc pendant cette période qu'on les étudie.





Moulins - Massif du Mont Blanc



"Toujours plus loin, toujours plus profond" : 192 m de descente en profondeur dans la glace, en 1997, il établit le record du monde : Janot Lamberton se baptise "glacionaute" car il réalise un voyage dans le temps au cœur de la glace. Passionné de spéléo mais aussi au service de la science, il fait partie des précurseurs de l'étude sous-glaciaire : alpinistes, spéléologues et scientifiques, les expéditions Inlandsis, conduites par Janot Lamberton, profitent du léger dégel d'été des glaciers du Groenland pour pénétrer dans ces glaces qui emprisonnent des poussières d'origine terrestre ou cosmique, et témoignent de l'évolution du climat au cours du temps et de l'impact de l'activité humaine sur l'environnement, mais aussi de la force incroyable de la vie. Ils ont en effet découvert et ramené des tardigrades, animaux d'un millimètre de long, capables de résister à des températures proches du zéro absolu.





Glacier Groenland



Pour accéder à ce monde intraglaciaire, les hommes empruntent les moulins, ces immenses gouffres creusés par les rivières nées du dégel, qui permettent de pénétrer au coeur des glaciers. Il faut faire vite car les moulins se referment (sous le poids de la glace qui se fissure) avec de fortes détonations.
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grottes et cavernes - Taffoni et tunnel de lave -





- Taffoni de granite, de grès et tunnels delave.





Taffoni ou tafoni vient du corse tafone. C'est, en français un mot invariable. C'est une cavité arrondie dont les dimensions varient du décimètre à plusieurs mètres de profondeur et de diamètre. Ces cavités sont formées par l'érosion de roches magmatiques grenues comme le granite et les roches sédimentaires gréseuses.








Elles naissent au flanc d'une paroi rocheuse à la suite de la désagrégation de la roche, dans ses parties protégées du soleil, sous l'action de l'humidité ambiante. Plus la cavité est vaste et s'ombrage elle-même, plus le taffoni se développe, en particulier vers le haut. ( ci-dessous un schéma de la formation du taffoni).








Un taffoni a souvent un plancher constitué d'éboulis, sa visière est relativement stable, et il progresse vers le haut et vers l'intérieur. Les petites cavités sont appelées alvéoles. Mais les grandes ont toutes les apparences de grottes. Le granite peut s'éroder rapidement et, sous des climats secs il est considéré comme une roche très fragile. Les taffoni sont caractéristiques des zones assez sèches et ensoleillées, le type en a été défini en Sardaigne, et si l'on en rencontre sous les tropiques (Namibie, Botswana), ils manquent presque totalement dans la zone tempérée froide. Il en va de même pour les grès qui ne sont que des sables plus ou moins bien consolidés auxquels la désagrégation enlève facilement des petits grains.





Taffoni grotte de grès



Aux Iles de la Madeleine au Québec, on trouve des falaises de grès rouge aux formes spectaculaires: piliers, entonnoirs,gouffres ne cessent de surprendre l'oeil.Cette roche sédimentaire est composée à 99% de quartz recouvert d'une mince couche d'oxyde de fer qui lui confère sa couleur rouge. Il s'agit d'une roche extrêmement friable (un grès mal consolidé) qui résiste mal à l'érosion des vagues, surtout à l'automne avec les forts vents combinés à la force des grandes marées. Les falaises s'érodent également au printemps à cause du dégel. Les falaises de la Belle-Anse à Fatima, de la Dune-du-Sud à Havre-aux-Maisons et de Old-Harry à Grosse-Île présentent toutes sortes de formes mais aussi des grottes dues, ici, au vent et aux vagues.





Havre-aux-Maisons, falaises rouges



- Les grottes des grès triasiques de Brive d'après une note de J.P.Raynal, Institut duquaternaire Université de Bordeaux I.





Principalement développés dans les grès inférieurs de Brive, ces formes, des abris et des grottes, sont essentiellement dues au gel, au creusement par l'eau, aux éboulements de décompression des voûtes et des parois. Les formations d'origine éoliennes sont rares.
Le gel s'exerce surtout aux émergences des aquifères dont la position n'a pratiquement pas varié depuis le Würm (dernière glaciation) et il semble que l'aptitude de la roche au gel dans ce cas soit déterminante dans la formation des cavités, mais aussi responsable de leur remplissage rapide. D'autre part la régularisation des versants, la puissance des formations de pente, le comblement des vallées pourraient provenir de la même cause. Les éboulements de voûte résultent de phénomènes de décompression de la roche et semblent  caractéristiques de périodes plus sèches. Donc un climat froid et humide désagrège la roche et un climat froid et sec ou tempéré serait responsable des éboulements. Les améliorations climatiques sont marquées par la présence de fractions colloïdales, de fer, de manganèse, de potassium et de sodium et par une dégradation des minéraux argileux. Ces éléments de remplissage de la grotte permettent ainsi de donner une séquence climatique correspondant à la durée du remplissage de la grotte. C'est le cas, par exemple, pour la grotte du Loup sur la commune de Corsac en Corrèze.



- Les tunnels de lave sont une tout autre sorte de « grotte »



De quelques centaines à plusieurs milliers de mètres de long, un tunnel de lave se forme lorsque la lave se refroidit plus rapidement sur ses bords qu'en son centre, formant des berges de lave solidifiée qui se rejoignent. La lave s'écoule alors sur de longues distances car protégée du refroidissement.





Etna, grotte volcanique de Lamponi env. 700 m. long



A remarquer sur les flancs de la coulée, les témoins du niveau de la lave. A l'intérieur du tunnel, la lave conserve sa chaleur et ses propriétés rhéologiques. A la fin de l'éruption, le tunnel se vidange. Au plafond de ces tunnels on peut souvent voir des gouttes de lave solidifiées : il s'agit de phénomènes de « re-fusion » du plafond par la chaleur de la coulée.





Goutte de lave au plafond du tunnel




Il s'agit bien sur davantage d'un « tunnel » que d'une « grotte » ou d'une « caverne » mais il paraissait important de mentionner ce processus.





Grotte de lave en Islande




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