Spéléothème

Les spéléothèmes, appelés plus couramment concrétions, sont des dépôts minéraux précipités dans une cavité naturelle souterraine (grotte, gouffre, ..). Ils donnent souvent des formes variées qui ont fécondé, par le phénomène de paréidolie, l'imaginaire populaire, d'où leurs microtoponymes locaux[1].

Les six principaux types de spéléothèmes. Agrandir pour lire les légendes (en anglais).

Formes de spéléothèmes

Les principaux spéléothèmes rencontrés en milieu souterrain sont les suivants :

Colonne d'accrétion stalagmitique dans la grotte Biserujka, île de Krk, Croatie.
A : stalactite ; B : fistuleuses ; C : stalagmite ; D : stalagmite ; E : colonne ; F : draperie ; G : draperie ; H : excentriques ; I : mondmilch ; J : margelle de gour ; K : cristaux de calcite ; L : cascade de gours ; M : karst ; N : lac, gour ; O : disque ; P : cave cloud ; Q : perles des cavernes ; R : Cône ; S : trottoir ; T : méduse ; U : bottlebrush stalactite ; V : antistalagmite ; W : plancher suspendu ; X : trays ; Y : calcite flottante ; Z : coralloïdes ; AA : frostwork ; AB : coulée ; AC : stalagmite en pile d'assiettes ; AD : speleoseismite ; AE : Filonnet de calcite en relief ; AF : stalactite courbe ; AG : stalactites brisées.

Ces spéléothèmes sont généralement constitués de carbonate de calcium (calcite, aragonite) ou de sulfate de calcium (gypse) transportés en solution dans les eaux de percolation. Au contact de l'air plus chaud d'une cavité, la solution, pendant qu'elle ruisselle ou gicle (alors éventuellement transportée en aérosol), peut précipiter par l'effet de l'évaporation de l'eau et/ou de la décharge du CO2.

La vitesse de concrétionnement dépend principalement de la quantité de dioxyde de carbone (CO2) dans la solution, de la température et de l'hygrométrie. La forme et la nature de l'accumulations des précipités, qui peut prendre des dizaines de milliers d'années, détermine le type de spéléothème (cf. supra).

Datation des spéléothèmes

La calcite conserve en mémoire les caractères isotopiques de l'eau de percolation et peut être ainsi utilisée comme élément de datation et comme indicateur de paléoclimat. Les concrétions stalagmitiques donnent les meilleurs résultats.

Le principe de la datation 234U/230Th repose sur la différence de solubilité entre l'uranium soluble et le thorium très peu soluble dans les eaux naturelles. En théorie, au moment de sa précipitation, la calcite (ou l'aragonite) formant les spéléothèmes ne contient pas de 230Th. Celui-ci s'accumule au cours du temps par désintégration de 234U. L'inverse du rapport de ces deux éléments est donc proportionnel à l'âge de la concrétion.

Les rapports isotopiques de l'oxygène (18O/16O) et du carbone (13C/12C) dans les stalagmites donnent une indication sur les conditions climatiques et la végétation contemporaine des eaux de précipitations qui ont percolé et donné naissance à la concrétion.

Certaines stalactites ont intégré du pollen qui présente un intérêt palynologique et renseigne sur les fluctuations climatiques de l'époque où les stalactites se sont formées[3]

Classification des spéléothèmes
Sous l'impact des projecteurs éclairant les grottes, les spéléothèmes peuvent être attaqués par des algues vertes qui prolifèrent, donnant une teinte verte à la gauche des parois dans ce gouffre.

La classification des spéléothèmes selon leur mode de formation détermine six grandes catégories, chacune caractérisée par une « force dominante » : la pesanteur (fistuleuses, stalactites, stalagmites et colonnes, draperies[4] en pente moyenne, coulées ou planchers stalagmitiques en pente plus forte, bords de gours, perle des cavernes) ; les forces de cristallisation (calcite flottante) ; eau sous pression (disques de colonnes) ; remplissages (concrétionnés ou détritiques. les antistalagmites se forment ainsi sur un sol argileux par le creusement d'un cylindre dû à l'impact de gouttes d'eau) ; rôle de la matière organique (action des bactéries dans les phénomènes de complexation de la calcite) ; polyphasage (synchrone comme dans les hélictites, ou différé)[5].

Spéléothèmes remarquables
Pluie de stalactites fistuleuses, grotte de Choranche (Isère).

La présence de spéléothèmes participe à l'attrait touristique des cavités souterraines. Certains spéléothèmes ou groupes de spéléothèmes reçoivent des noms évocateurs qui sont associés aux cavités qui les hébergent, tels que :

Notes et références
  1. Charles Baudouin, Douceur de France, Éditions du Mont-Blanc, , p. 178.
  2. [Temovski 2016] Marjan Temovski, Evolution of Karst in the Lower Part of Crna Reka River Basin [« évolution du karst dans la bassin inférieur de la rivière Crna Reka »] (thèse de doctorat en Études environnementales), Slovénie, université de Nova Gorica, , 264 p., sur books.google.fr (lire en ligne), p. 146.
  3. Bastin B (1979). L'analyse pollinique des stalagmites: une nouvelle possibilité d'approche des fluctuations climatiques du Quaternaire. Annales de la Société géologique de Belgique.
  4. Voiles polycristallins, appelés aussi pendeloques, résultant d'un ruissellement continu (et non d'un goutte à goutte) très lent grâce à la tension superficielle. Parfois, sont observées par transparence des couches de croissance successives apparaissant de manière cyclique en fonction des conditions climatiques qui régnaient en surface.
  5. Jean-François Hody, « Les plus belles concrétions de nos grottes et anciennes mines : un patrimoine minéral souvent méconnu », L'Érable, no 2,‎ , p. 14-19.

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes
  • Portail des sciences de la Terre et de l’Univers
  • Portail de la spéléologie
Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.