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Du taffoni au tunnel de lave : les différents types de grottes

Dossier - Grottes et cavernes, les secrets des profondeurs
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Les grottes fascinent par leur beauté et leur mystère. En calcaire, de grès ou sous-glaciaires, elles peuvent prendre différentes formes. Ces cavités abritent souvent la vie et ont même longtemps été l'abri privilégié de l'Homme. Plongez dans les profondeurs secrètes de la Terre, à la découverte des grottes et cavernes.

  
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Plusieurs phénomènes conduisent à la création de grottes. Si les taffonis de granite ou de grès se forment grâce à l'érosion de la roche, les tunnels de lave sont quant à eux le résultat d'une activité magmatique intense.

Taffoni de granite, en Corse. © Royonx, Wikimedia Commons, DP

Le terme « taffoni » ou « tafoni » vient du corse « tafone ». Il désigne une cavité arrondie dont les dimensions varient du décimètre à plusieurs mètres de profondeur et de diamètre. Ces cavités sont formées par l'érosion de roches magmatiques grenues comme le granite et les roches sédimentaires gréseuses.

Ce taffoni de granite est situé en Corse. © Campomoro-Senetosa, Corse, France GNU, CC DP

Naissance d'un taffoni

Les taffonis naissent au flanc d'une paroi rocheuse à la suite de la désagrégation de la roche, dans ses parties protégées du soleil, sous l'action de l'humidité ambiante. Plus la cavité est vaste et s'ombrage elle-même, plus le taffoni se développe, en particulier vers le haut.

Le taffoni se forme suite à la désagrégation de la roche sur la paroi. © DR

Un taffoni a souvent un plancher constitué d'éboulis, sa visière est relativement stable et il progresse vers le haut et l'intérieur. Les petites cavités sont appelées alvéoles. Quant aux grandes, elles ont toutes les apparences de grottes.

Taffoni de granite

Le granite, résultat du refroidissement lent de magmas acides, riches en silice, peut s'éroder avec une grande facilité. Sous des climats secs il est même considéré comme une roche très fragile. Les taffonis sont ainsi assez caractéristiques des zones assez sèches et ensoleillées, le type en a été défini en Sardaigne et, si l'on en rencontre sous les tropiques (en Namibie et au Botswana), ils manquent presque totalement dans la zone tempérée froide.

Taffoni de grès

Il en va de même pour les grès qui ne sont que des sables plus ou moins bien consolidés auxquels la désagrégation enlève facilement des petits grains. Ainsi, aux Îles de la Madeleine, au Québec, on trouve des falaises de grès rouge aux formes spectaculaires : piliers, entonnoirs, gouffres ne cessent de surprendre l'œil. Cette roche sédimentaire est composée à 99 % de quartz, recouvert d'une mince couche d'oxyde de fer, ce qui lui confère sa couleur rouge. Il s'agit d'une roche extrêmement friable (un grès mal consolidé) qui résiste mal à l'érosion des vagues, surtout à l'automne avec les forts vents combinés à la force des grandes marées.

Le gré est une roche très friable. Au Québec, sur les Îles de la Madeleine, d'impressionnantes grottes de grès rouge se sont formées avec l'érosion des vagues. © DR

Les falaises s'érodent également au printemps à cause du dégel. Sur les Îles de la Madeleine, les falaises de la Belle-Anse, à Fatima, de la Dune-du-Sud, à Havre-aux-Maisons, et de Old-Harry, à Grosse-Île, présentent toutes sortes de formes mais aussi des grottes dues au vent et aux vagues.

Les grottes de grès triasiques

Principalement développées dans les grès inférieurs de Brive (Corrèze), les grottes des grès triasiques de la Brive, sont essentiellement dues au gel, au creusement par l'eau, aux éboulements de décompression des voûtes et des parois. Les formations d'origines éoliennes sont rares.

Comme l'explique une note de J.P. Raynal, de l'institut du quaternaire université de Bordeaux I, le gel s'exerce surtout aux émergences des aquifères dont la position n'a pratiquement pas varié depuis le dernier âge glaciaire, le Würm, et il semble que l'aptitude de la roche au gel dans ce cas soit déterminante dans la formation des cavités, mais aussi responsable de leur remplissage rapide.

D'autre part la régularisation des versants, la puissance des formations de pente, le comblement des vallées pourraient provenir de la même cause. Les éboulements de voûte résultent de phénomènes de décompression de la roche et semblent caractéristiques de périodes plus sèches. Donc un climat froid et humide désagrège la roche et un climat froid et sec ou tempéré serait responsable des éboulements.

Les améliorations climatiques sont marquées par la présence de fractions colloïdales, de fer, de manganèse, de potassium et de sodium et par une dégradation des minéraux argileux (illite). Ces éléments de remplissage de la grotte permettent ainsi de donner une séquence climatique correspondant à la durée du remplissage de la grotte. C'est le cas, par exemple, pour la grotte du Loup sur la commune de Corsac, qui participe au développement du tourisme en Corrèze.

Les tunnels de lave

De quelques centaines à plusieurs milliers de mètres de long, un tunnel de lave se forme lorsque la lave se refroidit plus rapidement sur ses bords qu'en son centre, formant des berges de lave solidifiée qui se rejoignent. La lave volcanique s'écoule alors sur de longues distances car protégée du refroidissement.

La grotte volcanique de Lamponi mesure environ 700 mètres de long. Elle se situe sur le site de l'Etna, en Italie. © acatte.perso.neuf.fr, DR

À remarquer sur les flancs de la coulée, les témoins du niveau de la lave. À l'intérieur du tunnel, la lave conserve sa chaleur et ses propriétés rhéologiques. À la fin de l'éruption, le tunnel se vidange. Au plafond de ces tunnels on peut souvent voir des gouttes de lave solidifiées : il s'agit de phénomènes de « re-fusion » du plafond par la chaleur de la coulée.

En réalité, il s'agit bien sûr davantage d'un « tunnel » que d'une « grotte » ou d'une « caverne » mais le phénomène semble assez remarquable pour être présenté.