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.

Chute d'eau dans une grotte du glacier Muir en Alaska

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

Explications et schéma : Comment l'eau dissout-elle le calcaire ?

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 ».

Excentriques dans une grotte du Nouveau Mexique. Elles possèdent un canal central où l'eau monte par capillarité et au bout duquel elle dépose des cristaux

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

Une fleur de givre constituée de cristaux d'aragonite

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

Concrétion de 30 cm de haut, surnommée Bashful Elephant. L'éléphant timide a été formé par un dépôt de travertin sur une pierre

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.

V. Battaglia (10.2005)

La Grotte de Lascaux . La Grotte de Movile . Pech-Merle

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