Les spéléothèmes
Les spéléothèmes sont des concrétions karstiques. Il s’agit de dépôts chimiques liés au dégazage des eaux de percolation dans une cavité. Les spéléothèmes présentent une très grande variété de formes, leur masse étant essentiellement constituée de carbonate de calcium et le plus souvent de calcite.
Les zones karstiques sont très largement réparties à la surface du globe. On estime qu’elles représentent environ 20 % des terres émergées.. En effet, leur formation est possible dès lors que quatre éléments sont réunis :
- une roche très soluble
- une porosité développée (primaire ou de fissure)
- de l’eau libre
- un dénivelé entre la zone d’absorption de l’eau et le niveau de base
Les régions carbonatées sont les plus propices à la karstification du fait de la forte solubilité de ces roches dans les eaux naturelles. Divers facteurs favorisent la dissolution des carbonates : incorporation de davantage de CO2 dissout, turbulence de l’écoulement, pollution, mélange des eaux ...
Les spéléothèmes se forment par précipitation de carbonate de calcium due au dégazage du CO2 de l’eau d’infiltration. Globalement, ils peuvent donc se développer dans les cavités où de l’eau s’infiltre. Le sol au dessus du tunnel est principalement calcaire et donc propice à l'érosion par les eaux de ruissellement qui en tombant dans une cavité (ici, le tunnel) permettront le développement des spéléothèmes.
L'eau de pluie, qui a pu absorber des acides et du gaz carbonique dans l'atmosphère, s'infiltre dans le sol et, en traversant des couches de roches, les dissout et incorpore progressivement beaucoup de minéraux comme notamment le calcium (le composant des roches calcaires), dissout par le gaz carbonique.
Quand cette eau arrive dans la cavité, elle tombe ou se met à couler le long d'une paroi ; le gaz carbonique s'en échappe et elle s'évapore : les minéraux qui étaient dissous dans l'eau sont alors libérés et se déposent. Au fur et à mesure du temps, ils forment une nouvelle roche qui a des formes particulières, dues à la façon dont l'eau a coulé à cet endroit : ce sont les spéléothèmes.
L’eau s’égouttant au plafond de la cavité, giclant sur le sol ou s’écoulant sur les parois dégaze du CO2 et devient sursaturée en carbonates. Un rééquilibrage s’ensuit, qui se traduit par la précipitation de calcite (2). Dans certaines conditions, l’évaporation peut également intervenir dans la précipitation de carbonate de calcium.
Il existe une très grande variété de formes de spéléothèmes, les plus connus sont les stalactites et les stalagmites, formées progressivement par le passage de gouttes d'eau et ressemblent à des pointes en pierre.
Les couleurs sont différentes suivant les impuretés qu’elles contiennent. L'ocre, le rose et le rouge attestent de la présence de fer.
Les principales formes
Dans ce tunnel, vous pourrez voir pratiquement toutes formes de spéléothèmes cités ci-dessous :
Stalactites et stalagmites
Les stalactites ont pour origine les incrustations successives déposées par les eaux qui coulent incessamment des parois. Ces eaux chargées en minéraux se réunissent en gouttes aux endroits les plus bas et l'évaporation de l’eau laisse un dépôt calcaire.
Les gouttes qui suivent les premières accroissent ce dépôt en s'écoulant à sa surface et avec le temps la stalactite descend peu à peu vers le sol en formant des figures particulières.
Les stalagmites se forment en sens inverse depuis le sol par l'accumulation d'eau calcaire tombant goutte à goutte d'une stalactite. Ainsi une stalagmite est toujours couplée à une stalactite.
La formation d'une stalactite est un processus extrêmement long qui demande des milliers d'années.
Il faut au moins vingt ans à la nature pour bâtir 1 cm de stalactite !
Pilier, colonne ou monolithe
Lorsque la stalagmite, en poursuivant sa lente croissance, rejoint la stalactite qui se forme au plafond de la grotte, les deux concrétions se soudent progressivement. Il se forme alors une colonne qui peut s’épaissir peu à peu en pilier stalagmitique.Il faut des milliers d'années pour créer une colonne.
Draperies
Les draperies se forment quand l'eau ruisselle le long du plafond ou de la paroi. Puisque l'eau glisse le long d'une paroi et "étale" son calcaire sur son trajet avant de s'assécher complétement.
Les draperies ressemblent à des voiles pouvant atteindre plusieurs mètres de longueur. Elles sont très courantes sur les parois inclinées des cavités. On peut en apercevoir à certains endroits du tunnel.
Les choux fleurs
Les choux fleurs sont des stalagmites qui se forment grâce aux gouttes d'eau qui tombent sur le sol et "éclaboussent" alentour. Mais en arrivant au sol, les gouttes se séparent en plusieurs petites gouttelettes qui déposent chacune un peu de calcaire. Après des années cela forme un chou-fleur. Très présents dans les "flaques".
Plancher stalagmitique
Il s'agit d'une formation carbonatée de nature similaire aux stalactites et aux stalagmites, mais se présentant sous la forme d'une nappe se formant à la surface du sol.
Coulée stalagmitique
La coulée stalagmitique est une concrétion qui se forme sur la paroi d'une cavité suite au ruissèlement de l'eau chargée en bicarbonate de calcium. Lorsque la verticalité de la paroi est suffisante la pesanteur donne naissance à une coulée.
Excentrique
Un excentrique prend une forme ramifiée, spiralée ou courbée. À la différence des stalactites, les gouttes d'eau à l'origine de la structure en déposant le carbonate de calcium qu'elles contiennent ne se détachent pas et restent sur place jusqu'à évaporation complète. Une telle formation peut croître dans toutes les directions, d’où des formes les plus étranges qui soient : volutes, boucles, aiguilles, aux directions multiples et aux angles divers.
Perle des cavernes ou pisolithe
Lors de pluies fortes et persistantes, l'eau s'écoule entraînant du sable et des graviers. Certains petits graviers restent prisonniers dans des cavités du bassin. L’arrivée régulière d’un filet d’eau dans ce bassin peut faire tournoyer ce gravier sur lui-même, l’enrobant de calcite sur toute sa surface. On finit par obtenir une petite perle plus ou moins sphérique appelée « perle des cavernes ».
Fistuleuse
Les fistuleuses sont des stalactites provoquées par un écoulement de très faible débit. Chaque goutte d’eau dépose avant sa chute une très fine couche annulaire de calcite qui se dispose immédiatement sous la précédente. Ainsi naît une concrétion tubulaire descendante, alimentée par l’intérieur. Elles ont la forme d’un tube creux très fin (5 à 8 mm), très fragile, mais pouvant atteindre exceptionnellement plusieurs mètres de longueur.
Gour
Un gour est une concrétion en forme de barrage en travers d'un écoulement souterrain. L’eau s’évapore, la concentration en calcite dans le bassin augmente et celui-ci se dépose aux abords du bassin en augmentant le niveau de l’eau.
Le résultat est un bassin appelé "gour". Ils sont souvent disposés les uns à la suite des autres ; les gours inférieurs réceptionnant le trop plein des gours situés en amont.
L’alimentation en eau doit être suffisamment faible ou discontinue pour ne pas diminuer cette concentration et arrêter le phénomène.
Cette Earth Cache se situe sur le tracé de l’ancienne voie de chemin de fer construite à la fin du 19ème siècle pour relier Lons-le-Saunier à Champagnole. Fermée aux voyageurs dès 1938, puis au trafic de marchandises en 1953, la voie fut laissée à l’abandon. En 2009, la voie PLM (Paris-Lyon-Marseille) fut transformée en voie verte par la communauté d’agglomération.
L'entrée du tunnel côté Nord
QUESTIONS
Question 1: Comment se forment les spéléothèmes ? Quel type de sol se trouve au-dessus du tunnel ?
Question 2: A votre avis, quel(s) type(s) de spéléothème ne trouverez-vous pas ?
Question 3: La couleur des spéléothèmes est-elle uniforme ? Pourquoi ?
Sur place :
Question 4 : A hauteur de la niche-refuge où jaillit la source, vous pouvez observer plusieurs types de spéléothèmes. Lesquels ? Notez-les : A/B/C
Question 5 : Un autre type de spéléothème est visible dans le tunnel. Lequel et où ?
Question 6 : Prenez une photo de vous ou d'un élément vous identifiant dans le tunnel mais SANS indication de réponse aux questions. Cette photo devra au choix nous être transmise avec les réponses ou être ajoutée à votre log.
Logguez cette cache found it et envoyez moi vos réponses soit via le centre de messagerie geocaching.com soit via mon profil et je vous contacterai en cas de problème.
Bonne chasse
ENGLISH :
Speleothems
Speleothems are karstic concretions. These are chemical deposits associated with the degassing of percolation water in a cavity. Speleothems have a very wide variety of shapes, their mass consisting essentially of calcium carbonate and most often of calcite.
The karstic zones are very widely distributed on the surface of the globe. It is estimated that they represent about 20% of the land surface. Indeed, their formation is possible when four elements come together:
- a very soluble rock
- developed porosity (primary or crack)
- open water
- a difference in level between the water absorption zone and the base level
Carbonate regions are the most suitable for karstification due to the high solubility of these rocks in natural waters. Various factors promote the dissolution of carbonates: incorporation of more dissolved CO2, flow turbulence, pollution, mixing of water...
Speleothems are formed by precipitation of calcium carbonate due to the degassing of CO2 from the seeping water. Overall, therefore, they can develop in cavities where water infiltrates. The soil above the tunnel is mainly limestone and therefore conducive to erosion by runoff water which, falling into a cavity (here, the tunnel) will allow the development of speleothems.
Rainwater, which was able to absorb acids and carbon dioxide in the atmosphere, infiltrates the soil and, crossing layers of rocks, dissolves them and gradually incorporates many minerals such as calcium (the component of limestone rocks), dissolved by carbon dioxide.
When this water arrives in the cavity, it falls or starts to flow along a wall; the carbon dioxide escapes from it and it evaporates: the minerals which were dissolved in the water are then released and deposited. Over time, they form a new rock which has particular shapes, due to the way the water has flowed in this place: these are the speleothems.
Water dripping from the ceiling of the cavity, splashing onto the floor or running down the walls degasses CO2 and becomes supersaturated with carbonates. Rebalancing ensues, which results in precipitation of calcite (2). Under certain conditions, evaporation can also be involved in the precipitation of calcium carbonate.
There is a very wide variety of forms of speleothems, the best known are stalactites and stalagmites, formed gradually by the passage of drops of water and resemble stone points.
The colors are different depending on the impurities they contain. Ocher, pink and red attest to the presence of iron.
The main forms
In this tunnel, you will be able to see practically all forms of speleothems mentioned below:
Stalactites and stalagmites
The stalactites originate from the successive incrustations deposited by the waters which incessantly flow from the walls. This mineral-laden water collects in drops in the lowest places and the evaporation of the water leaves a lime deposit.
The drops which follow the first increase this deposit by flowing on its surface and over time the stalactite gradually descends towards the ground, forming particular figures.
Stalagmites form in the opposite direction from the ground by the accumulation of hard water dripping from a stalactite. So a stalagmite is always coupled with a stalactite.
The formation of a stalactite is an extremely long process that takes thousands of years.
It takes at least twenty years for nature to build 1 cm of stalactite!
Pillar, column or monolith
When the stalagmite, continuing its slow growth, joins the stalactite which forms on the ceiling of the cave, the two concretions gradually merge. This forms a column which can gradually thicken into a stalagmitic pillar. It takes thousands of years to create a column.
Draperies
Draperies are formed when water trickles down the ceiling or wall. Since water slides along a wall and "spreads" its limestone on its path before drying up completely.
The draperies look like sails that can reach several meters in length. They are very common on the inclined walls of cavities. You can see it in some places in the tunnel.
Cauliflower
Cauliflowers are stalagmites formed by drops of water that fall on the ground and "splash" around. But when they reach the ground, the drops separate into several small droplets which each deposit a little lime. After years it forms a cauliflower. Very present in "puddles".
Stalagmite floor
It is a carbonate formation similar in nature to stalactites and stalagmites, but in the form of a sheet forming on the surface of the ground.
Stalagmitic flow
The stalagmite flow is a concretion which forms on the wall of a cavity following the flow of water loaded with calcium bicarbonate. When the verticality of the wall is sufficient, gravity gives rise to a flow.
Eccentric
An eccentric takes a branched, spiral or curved shape. Unlike stalactites, the drops of water at the origin of the structure by depositing the calcium carbonate they contain do not come off and remain in place until complete evaporation. Such a formation can grow in all directions, hence the strangest shapes possible: scrolls, loops, needles, in multiple directions and at various angles.
Cave pearl or pisolite
During heavy and persistent rains, the water runs off carrying sand and gravel. Some small gravel remains trapped in cavities of the basin. The steady flow of water into this basin can spin this gravel around itself, coating it with calcite over its entire surface. We end up obtaining a small more or less spherical pearl called "cave pearl".
Fistula
Fistulas are stalactites caused by a very low flow rate. Each drop of water deposits before it falls a very thin annular layer of calcite which is placed immediately under the previous one. Thus is born a descending tubular concretion, fed from the inside. They have the shape of a very thin hollow tube (5 to 8 mm), very fragile, but can exceptionally reach several meters in length.
Gour
A gour is a dam-shaped concretion across an underground flow. The water evaporates, the calcite concentration in the basin increases and it settles around the basin, increasing the water level.
The result is a basin called a "gour". They are often arranged one after the other; the lower gours receiving the overflow from the gours located upstream.
The water supply must be sufficiently weak or discontinuous so as not to decrease this concentration and stop the phenomenon.
QUESTIONS
Question 1: How are speleothems formed? What kind of soil is above the tunnel?
Question 2: In your opinion, what type of speleothem will not you find?
Question 3: Is the color of the speleothems uniform? Why ?
On the spot :
Question 4: You can see several types of speleothem at the height of the refuge niche where the spring gushes out. Which are they? Write them down: A/B/C
Question 5: Another type of speleothem can be seen in the tunnel. Which one and where?
Question 6: Take a photo of yourself or something that identifies you in the tunnel, but WITHOUT any indication of the answers to the questions. This photo can either be sent to us with the answers or added to your log.
Log in to this found it cache and send me your answers either via the geocaching.com message centre or via my profile and I will contact you if there are any problems.
Merci à Loup silencieux de nous avoir autorisé à reprendre son Earth Cache GC99N33.
On t'en recommande la visite : c'est spectaculaire !
Source : https://journals.openedition.org/quaternaire/4412?lang=en