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Une grotte dans une roche calcaire

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Objectifs

Le sous-sol des massifs calcaires du sud de la France est parcouru par un vaste réseau souterrain de grottes.
Comment ces grottes se sont-elles formées ?
Que peut-on y observer ?

1. Formation des grottes

Les eaux de pluies, après leur passage dans l'atmosphère, puis dans le sol, s'enrichissent en dioxyde de carbone (elles deviennent acides) et sont alors capables de dissoudre le calcaire.
Ces eaux s'infiltrent par de nombreuses fissures, ou lapiez, qui entaillent les massifs calcaires. Cependant, les eaux ne peuvent cheminer profondément dans la masse calcaire que si elles ressortent à un niveau inférieur appelé résurgence.

Entre le moment de leur infiltration en surface et leur sortie à l'air libre, les eaux de pluie dissolvent progressivement le calcaire, élaborant ainsi un réseau complexe de galeries souterraines.
Le long de ces galeries, la roche calcaire n'est pas parfaitement homogène. À certains endroits, le calcaire se dissout plus facilement qu'à d'autres, formant ainsi de vastes grottes.

La masse calcaire est également percée de gouffres (par exemple, le gouffre de Padirac, en Dordogne) qui apparaissent en surface sous forme d'ouvertures plus ou moins grandes. Ils se prolongent par des puits verticaux qui conduisent à un réseau de galeries plus ou moins horizontales débouchant sur les grottes.

Ce type de paysage, avec des plateaux calcaires fissurés, entaillé de vallées profondes et associé à un réseau souterrain bien développé porte le nom de relief karstique.

Doc. 1 : Relief karstique.

Les voûtes des grottes peuvent s'effondrer et ainsi modifier le modelé du paysage en surface. L'effondrement d'une cavité souterraine peut emprisonner une nappe d'eau.

2. Découverte des grottes

La spéléologie, initiée dans la dernière partie du XIX^e siècle par Edouard-Alfred Martel (1859-1938), spéléologue français, a permis la découverte de nombreuses grottes présentant des ornementations très particulières et de nombreux êtres vivants.

a. Formations minérales

Les eaux qui suintent continuellement aux plafonds des grottes sont riches en éléments dissous, car elles ont traversé d'épaisses couches de calcaire. Le calcaire dissous va alors précipiter, très lentement au plafond.
La goutte suintant toujours au même endroit, il se forme petit à petit une concrétion calcaire appelée stalactite.

Si la goutte d'eau ne s' évapore pas totalement pendant que le calcaire se dépose, elle tombe sur le plancher de la grotte où elle finit de s'évaporer, entraînant un dépôt de calcaire appelé stalagmite.
Après plusieurs années, stalactites et stalagmites peuvent se rejoindre formant ainsi des colonnes.

Selon la forme de la voûte et la direction des courants d'air circulant dans les galeries, stalactites et stalagmites peuvent présenter des formes variées (draperie, excentrique, fistuleuse).

Doc. 2 : Différentes concrétions calcaires.

b. Présence d'êtres vivants

Les grottes renferment un certain nombre d'êtres vivants :

– ceux qui vivent toute leur vie sous-terre comme certaines araignées, des mille-pattes, des petites crevettes, et même des poissons ;

– ceux emportés par accident par un ruisseau ou tombés dans un gouffre; ce sont des animaux tels que les scarabées, des araignées, des sangsues, etc. ;

– ceux qui viennent s'y cacher ; l'animal le plus couramment rencontré est la chauve-souris ; il y avait également l'ours des cavernes, mais il a disparu.
On y rencontre principalement des animaux carnivores, car peu de végétaux sont capables de se développer en absence de lumière.

L'essentiel

La présence de grottes dans les régions calcaires s'explique par le fait que le calcaire se dissout au contact des eaux de pluie riches en dioxyde de carbone qui s'infiltrent à travers les fissures des massifs calcaires.

Les grottes, comme celles de Lascaux, en Dordogne, nous renseignent aussi sur la vie de nos ancêtres préhistoriques qui les utilisaient comme abris et dans lesquelles ils ont laissé des peintures rupestres.

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