Karst épigène et karst hypogène.

Le calcaire se dissout en présence d’eau et de gaz carbonique selon la réaction indiquée ph1-(sens1)

L’eau est amenée par la pluie. Le gaz carbonique par la respiration des êtres vivants (animaux, végétaux, micro-organismes).

La réaction peut se faire dans l’autre sens (ph1-sens2) ; le bicarbonate de calcium perdant du gaz carbonique redevient du calcaire insoluble.

Il y a des conditions à respecter :

Sens 1 si la pression augmente (donc en profondeur) ou si la température est basse (donc en surface), c’est-à-dire que le calcaire se dissout mieux en profondeur ou si l’eau est plutôt fraîche.

Dans le cas général, c’est la gravité qui intervient et la dissolution se fait de haut en bas.

Des cavités se forment au passage de l’eau de pluie ou de rivières souterraines (grottes, avens…) ;

Les corps dissous (ions) sont entourés par des molécules d’eau qui les empêchent de se reformer et les transportent plus loin (ph2 et3).

Des cristallisations apparaissent (stalactites, stalagmites, draperies…) lorsque les conditions s’inversent (sens 2) ou lorsque la photosynthèse intervient (fontaines pétrifiantes, travertins). Les molécules d’eau sont déstabilisées et libèrent les ions transportés.

Ainsi, au fil des années un relief karstique épigène (origine à partir de la surface) se crée.

Mais il existe un deuxième type de karst, le karst hypogène. Les dissolutions et les cristallisations apparaissent le long d’écoulements ascendants (remontées artésiennes) souvent hydrothermaux.

L’eau venant d’une roche poreuse monte verticalement dans la roche calcaire karstique. Les fissures, les plans de stratification, les diaclases s’élargissent par dissolution mais le débit reste inchangé ; les fissures s’ouvrent au même rythme suivant la fracturation et non la gravité et forment un réseau à partir du point d’arrivée de l’eau artésienne.

En profondeur, les sulfates provenant des gypses du trias (ou de l’oligocène suivant le lieu) associés aux actions microbiennes libèrent dans les eaux artésiennes des sulfures qui sont en solution. Agressives, ces eaux dissolvent aussi le calcaire. Lors de la remontée, les sulfures sont oxydés, toujours par actions microbiennes (voiles) et précipitent donnant des dépôts métalliques sur voiles microbiens.

Puis, toujours en remontant il y a dégazage de gaz carbonique (ce gaz pouvant provenir du dégazage du manteau, des réactions au sein de roches métamorphiques sous jacentes, de la dégradation de la matière organique) :

——– dans l’air ambiant au dessus du panache d’eau artésienne ou l’accumulation de ce CO2 et de vapeur d’eau dissolvent le calcaire créant ainsi des coupoles, des cloches bien lisses.

——– dans les conduits : la calcite se dépose dans l’eau en gros cristaux palissadiques (surtout si la température baisse en dessous de 70°C), mais pas au milieu du flux ascendant ou l’eau toujours riche en CO2 continue son travail de dissolution.

C’est surtout au niveau de la rencontre des eaux ascendantes et des eaux météoritiques que les déséquilibres chimiques vont induire les réactions responsables de ce karst hypogène qu’on trouve surtout le long des grandes failles ; c’est le cas du pli de Mirabeau qui se trouve dans une zone de relai où se termine la faille de la moyenne Durance mais qui va se poursuivre plus au sud par la faille d’Aix.

5 cavités sont recensées au niveau du pli de Mirabeau :

+ l’aven-grotte du St Sépulcre en rive droite de la Durance, 40 m de profondeur, karst épigène classique.

+ l’aven-grotte d’Adaouste, en rive gauche, très profond- 190m – fouillé par Escalon de Fonton et Gérard Onoratini. Il renferme des vestiges du Moustérien à l’âge du bronze (paléolithique moyen à -2000 ans). Grotte hypogène.

+ grotte du Mourre de la Barque, en rive gauche, au niveau de la route, grotte hypogène, continuation de la grotte d’Adaouste, fouillée récemment, contenant des vestiges du néolithique ancien à moyen.

+ la carrière de Malacoste en rive droite dont on peut voir des conduits hypogènes.

+ le rocher de St Eucher, en rive droite, terminaison nord du pli de Mirabeau. galeries hypogènes recoupées par un karst épigène, donc histoire complexe.

Pour plus de renseignements, lire ou télécharger par exemple : « les cavités d’origine hypogènes en France » 2008 de Ph.Audra ; JC. d’Antoni-Noblecourt, JY.Bigot.

Voici quelques photos :

a- Carrière de St Eucher : quelques conduits épigènes dégagés par l’exploitation de la carrière.

b- Cône d’éboulis dans la carrière de Malacoste. Ecroulement de falaise en bord de mer tortonienne ; les blocs sont pholadés.

c- Les pholades sont des lamellibranches qui existent encore de nos jours ; elles vivent dans la zone de balancement des marées et creusent des loges dans les roches calcaires même dures où elles vivent.

d- Conduits hypogènes avec dépôts de calcite palissadique sur les parois.

e- Autre conduit hypogène rempli de sédiments tortoniens.

f- Calcite palissadique à gros cristaux tapissant la paroi d’un conduit hypogène.

g- Calcite palissadique corrodée à son tour par des eaux artésiennes. changement de circuit de l’eau ? abaissement du niveau d’eau dans le conduit et mise à l’air cette calcite au dessus du fluide ascendant ?

h-Oxydes de fer sur lits bactériens.

i- Oxydes de fer et calcite palissadique dans des conduits hypogènes.