Comment se forme vraiment une grotte

[ecolami]

Bonsoir,
Comme tous le monde je sais que les grottes se forment par le passage d'une eau chargée de CO2 qui dissous le calcaire et qui le redépose plus loin. Seulement ça n'explique pas:
+l'origine du CO2 en quantités pareilles
+pourquoi et comment se forment des cavités immenses: je n'ai pas fait le calcul mais pour dissoudre des milliers de tonnes de calcaire il faut une "source" de CO2 en proportion, même si le phénomène s'étend sur de très longues périodes.
+pourquoi de cavites immenses et pas juste des fissuress. A partir d'une certaine taille seule l'érosion des parois par ruissellement permet de creuser.
+pourquoi l'eau chargée de bicarbonate de calcium ne se décompose pas complètement dans ces cavités et permet-elle juste la formation de quelques concrétions?
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[ecolami]

Bonjour,
Je pensais qu'en aout les spécialistes étaient absent. Ou bien cette question est-elle encore aujourd'hui sans réponse....

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Comme tous le monde je sais que les grottes se forment par le passage d'une eau chargée de CO2 qui dissous le calcaire et qui le redépose plus loin. Seulement ça n'explique pas:

Tu sembles avoir pris deux choses complement hors de l'equation: le facteur temps (que tu mentionnes rapidement), et la partie inaccessible d'un reseau karstique (les grottes accessibles aux humains ne sont qu'une petite partie d'un karst).

+l'origine du CO2 en quantités pareilles

Les quantités de CO₂ nécessaires sont immenses (l'equivalent en mole de la masse de carbonates mise en solution) ainsi que la quantité d'eau qui transporte de CO₂. Cela prend quand meme beaucoup de temps. Le CO₂ est en concentration relativement élevée dans l'eau qui percole dans un reseau karstique. C'est le resultat de l'absorption de l'atmosphere et du sol, donnant un pH a l'eau de 5,5 voire plus bas.
En terme d'ordre de grandeur, il faut compter 1 millions de metre cube d'eau pour 100m³ de dissolution. c'est l'équivalent de ce qu'il pleut en Bretagne par an sur un km² qui pourrait creer une cavite de 4x5x5m.

+pourquoi de cavites immenses et pas juste des fissuress. A partir d'une certaine taille seule l'érosion des parois par ruissellement permet de creuser.

Le karst (qui est le terme general recouvrant, parmi d'autres morphologies, les grottes) est present en intensité variable suivant les roches, les régions, le climat et l'endroit dans le réseau etc. Les lapiez sont le phenomene karstique evident le plus rependu , mais tout les surfaces calcaires montrent des phenomenes de dissolution-precipitation de differentes intensites. Les cavités immenses (et les conduits accessibles pour l'homme) ne sont qu'un extreme dans ces réactions. Lorsqu'une certaine taille est atteinte, l'erosion est chimique (avec la dissolution du calcaire) est accompagnée d'une érosion mécanique non négligeable.

+pourquoi l'eau chargée de bicarbonate de calcium ne se décompose pas complètement dans ces cavités et permet-elle juste la formation de quelques concrétions?

Que veut-tu dire par "bicarbonate de calcium"?, c'est CaCO₃ ici.
Suivant les variations internes du réseau karstique, il peut y avoir dissolution, précipitation ou un environnement neutre. Les conduits bloqués par des précipitations successives sont courants (lorsque les conditions qui ont donné naissance au réseau ont changé) alors que les conduits qui sont en dissolution constantes s'effondre eventuellement (cénotes, gouffres, dolines,...).

[SK69202]

Sans être auguste spécialiste, la dissolution dépend de la surface, plus la grotte s'agrandit plus il y a de surface possible, ensuite plus la grotte est grande plus les flux d'eau de crue peuvent être énergétiques et évacuer des débris solides de toutes tailles.

Pour faire des concrétions, il faut que l'eau chargée en minéraux s'évapore, ce qui n'est possible que si elle en a le temps et que l'air de la cavité veuille bien accepter cette vapeur d'eau.
Le paramètre principal reste le temps, on n'a aucune idée de comment se représenter des millions d'années de pluie sur une pierre.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tawahi-Kiwi]

Sans être auguste spécialiste, la dissolution dépend de la surface, plus la grotte s'agrandit plus il y a de surface possible, ensuite plus la grotte est grande plus les flux d'eau de crue peuvent être énergétiques et évacuer des débris solides de toutes tailles.

Pas forcement, une roche fracturee ou avec une porosite ouverte peut avoir une surface beaucoup beaucoup plus importante qu'une cavite unique. Par contre, en terme de flux d'eau, c'est generalement moins important. L'erosion mecanique prend en effet une part importante pour des cavites plus importantes.

Pour faire des concrétions, il faut que l'eau chargée en minéraux s'évapore, ce qui n'est possible que si elle en a le temps et que l'air de la cavité veuille bien accepter cette vapeur d'eau.

La pression partielle en CO₂ locale dans l'air de la grotte joue un role important. L'evaporation seule ne peut pas toujours etre consideree pour la formation de concretions; le degazage de CO₂ dans l'air de la grotte peut contribuer a la precipitation de CaCO₃. Les speleothemes peuvent egalement se former sous eau dans certaines conditions.

[f6bes]

Bjr à tous,
Je suppose qu'il y a grottes et...grottes. J'ai eu le privilége de pouvoir visiter les grottes
de la Fontaine (Nimes) et de Fontaine du Vaucluse. Ces grottes sont formées par l' EROSION du passage de l'eau. qui
usent les parois.
https://www.google.com/maps/uv?hl=fr...hZu-SrtW1-inE#

Bonne journée

[Tawahi-Kiwi]

Ces grottes sont formées par l' EROSION du passage de l'eau. qui
usent les parois.

Erosion en soit n'est pas explicatif. La dissolution (comme l'alteration) est une erosion chimique. Ici, il s'agit d'erosion mecanique, plutot du type abrasion hydraulique, ce que SK et moi-meme mentionnait pour les cavites de grande taille. Mais sauf exception, les karsts (y compris celles que tu cites) commencent generalement par une erosion chimique.

T-K

[SK69202]

Lixiviation est le mot savant, en fait toutes roches poreuses ou fracturées contenant de l'eau liquide y sont soumises, la minéralisation de l'eau des nappes phréatiques en est un signe. Ce qui finit par faire une cavité, c'est l'évacuation et le transports de l'eau chargée ailleurs.

[Tawahi-Kiwi]

Hmm, lixiviation est un terme general qui s'applique plus souvent a l'extraction de composes mineurs dans une phase solide, moins pour la dissolution massive d'une roche. C'est pas interdit mais rarement utilise pour ce type de reaction

[Geocroiseur63]

Bonjour ,

Les publications de la FFS et de Karstologia vous en apprendrons beaucoup.

Il existe aussi des cavités dans des roches non karstiques dont la formation et l'évolution ne sont pas entièrement

élucidées. En voici un exemple avec la Grotte des Pieds Chromés dans un dôme volcanique de Haute Loire.

Suc Pelé ou Suc des Justes ...Avec galerie siphonnante . Profondeur atteinte : - 90 m.

Découverte et exploration de notre ami ami André Fromant qui en avait entrepris l'étude , hélas vite interrompu par la maladie ( cancer ) et le décès de l'inventeur.

Ce gouffre s'ouvre dans des terrains éruptifs ( épanchements de laves de type de " Trachyphonolite " datés de
- 13,3 à - 14,1 M.A et de - 13,1 à 9,8 M.A au Riou Frais , au pied du Suc des Juscles. ( Source: Y.Blanc , P. Bout )
Développement exploré plus de 1800 m...

En voici une coupe inédite qu'il m'avait communiqué au début de sa maladie...

[Geocroiseur63]

Bonsoir ,

Veuillez m'en excuser , problème de scan ...impossible de faire tourner l'image pour la redresser...

Si vous l'imprimez vous pourrez alors la redresser... C'est une coupe originale jamais publiée.

En la mémoire d'André Fromant.

Géocroiseur63.

[Tawahi-Kiwi]

Il existe aussi des cavités dans des roches non karstiques dont la formation et l'évolution ne sont pas entièrement élucidées.

Les cavites non-karstiques ont une formation generallement assez claires (soit 100% le resultat d'une erosion mecanique, soit un processus completement different (ex: tunnel de lave)).

Les autres sont des cavites karstiques dans des roches non-carbonatees (grottes dans le granite, le gneiss, certaines roches volcaniques,...) et leur formation est en effet plus obscure. Cela reste tres exceptionel que ces karsts soient d'une taille considerable. Je ne pense pas que ce soit l'objet de la question du topic present.

T-K

[Geocroiseur63]

Bonjour ,

Pour que ma réponse reste " dans les lignes du topic " de la question , je vous signale les excellentes publications

de Jacques CHOPPY ,

L'une de 2008 , intitulée : " " Pourquoi se creusent les grottes " répond en tout point à la question.

Ouvrage de 201 pages , Collection de Karstologia . Mémoires N° 16.

(Association française de Karstologie , ( ISBN : 978-2- 908779-32-5 )

L'importante bibliographie des publications de Jacques CHOPPY se trouve sur le net :

voir : https://choppy.org/Karstologia/Choppy-biblio -1926-2004.pdf

Jacques CHOPPY était un spéléologue et un Scientifique reconnu.

Géocroiseur63.

[ecolami]

Bonjour,
Je vous remercie de ces informations!