Spéléothème

Les principaux spéléothèmes rencontrés en milieu souterrain sont les suivants :

Colonne d'accrétion stalagmitique dans la grotte Biserujka, île de Krk, Croatie.

A : stalactite ; B : fistuleuses ; C : stalagmite ; D : stalagmite en pile d'assiettes ; E : colonne ; F : draperie ; G : stalagtites en draperie ; H : hélictites ; I : mondmilch ; J : margelle de gour ; K : cristaux de calcite ; L : cascade de gours ; M : karst ; N : lac, gour ; O : disque ; P : cave cloud ; Q : perles des cavernes ; R : Cône ; S : trottoir ; T : méduse ; U : bottlebrush stalactite ; V : antistalagmite ; W : plancher suspendu ; X : trays ; Y : calcite flottante ; Z : coralloïdes ; AA : frostwork ; AB : coulée ; AC : stalagmite en pile d'assiettes ; AD : speleoseismite ; AE : Filonnet de calcite en relief ; AF : stalactite courbe ; AG : stalactites brisées.

Ces spéléothèmes sont généralement constitués de carbonate de calcium (calcite, aragonite) ou de sulfate de calcium (gypse) transportés en solution dans les eaux de percolation. Au contact de l'air plus chaud d'une cavité, la solution, pendant qu'elle ruisselle ou gicle (alors éventuellement transportée en aérosol), peut précipiter par l'effet de l'évaporation de l'eau et/ou de la décharge du CO₂.

La vitesse de concrétionnement dépend principalement de la quantité de dioxyde de carbone (CO₂) dans la solution, de la température et de l'hygrométrie. La forme et la nature de l'accumulation des précipités, qui peut prendre des dizaines de milliers d'années, détermine le type de spéléothème (cf. supra).

La calcite conserve en mémoire les caractères isotopiques de l'eau de percolation et peut être ainsi utilisée comme élément de datation et comme indicateur de paléoclimat. Les concrétions stalagmitiques donnent les meilleurs résultats.

Le principe de la datation ²³⁴U/²³⁰Th repose sur la différence de solubilité entre l'uranium soluble et le thorium très peu soluble dans les eaux naturelles. En théorie, au moment de sa précipitation, la calcite (ou l'aragonite) formant les spéléothèmes ne contient pas de ²³⁰Th. Celui-ci s'accumule au cours du temps par désintégration de ²³⁴U. L'inverse du rapport de ces deux éléments est donc proportionnel à l'âge de la concrétion.

Les rapports isotopiques de l'oxygène (¹⁸O/¹⁶O) et du carbone (¹³C/¹²C) dans les stalagmites donnent une indication sur les conditions climatiques et la végétation contemporaine des eaux de précipitations qui ont percolé et donné naissance à la concrétion.

Certaines stalactites ont intégré du pollen qui présente un intérêt palynologique et renseigne sur les fluctuations climatiques de l'époque où les stalactites se sont formées[6]

Sous l'impact des projecteurs éclairant les grottes, les spéléothèmes peuvent être attaqués par des algues vertes qui prolifèrent, donnant une teinte verte à la gauche des parois dans ce gouffre.

La classification des spéléothèmes selon leur mode de formation détermine six grandes catégories, chacune caractérisée par une « force dominante » : la pesanteur (fistuleuses, stalactites, stalagmites et colonnes, draperies[7] en pente moyenne, coulées ou planchers stalagmitiques en pente plus forte, bords de gours, perle des cavernes) ; les forces de cristallisation (calcite flottante) ; eau sous pression (disques de colonnes) ; remplissages (concrétionnés ou détritiques. les antistalagmites se forment ainsi sur un sol argileux par le creusement d'un cylindre dû à l'impact de gouttes d'eau) ; rôle de la matière organique (action des bactéries dans les phénomènes de complexation de la calcite) ; polyphasage (synchrone comme dans les hélictites, ou différé)[8].

Pluie de stalactites fistuleuses, grotte de Choranche (Isère).

La présence de spéléothèmes participe à l'attrait touristique des cavités souterraines. Certains spéléothèmes ou groupes de spéléothèmes reçoivent des noms évocateurs qui sont associés aux cavités qui les hébergent, tels que :

• les « cent mille soldats » et le « grand papillon » de la grotte de Trabuc (Gard)
• la « pomme de pin », la « tour de Pise », le « buffet d'orgues » et la « langue de dragon » de l'aven d'Orgnac (Ardèche et Gard)
• le « brocoli » et la « pile d'assiettes » de l'aven Armand (Lozère)
• le « cimetière » de la grotte de Clamouse (Hérault)
• la « Vierge à l'enfant » de la grotte des Demoiselles (Hérault)
• la « Victoire de Samothrace » et la « Vierge à l'enfant » de la grotte du Grand Roc
• la « Statue » de la grotte de Lastournelle (Lot-et-Garonne)
• le « perroquet » des grottes de Maxange (Dordogne)
• les « cierges » des grottes de Presque (Lot)
• la « méduse » du gouffre de Proumeyssac (Dordogne)
• la « statue de la Vierge » de la grotte de l'Abîme, en Belgique
• la "Grande Pendeloque" du Gouffre de Padirac (Lot)
• …

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  Excentriques, Maxange.
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  Le Pilier double, Arcy.
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  Cierge, grotte de Sloup, rép. tchèque.
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  Cônes dans la Garganta do Bacupari, Sao Desiderio, Bahia, Brésil.
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  Disque des grottes d'Artà (ca), Majorque.
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  Grottes de Škocjan, Slovénie.

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  Draperie, grotte du Dragon, Syrau, Allemagne.
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  Excentriques, la Vallina, Llanes, Asturies.
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  « Ballon » d'hydromagnésite, , Jewel Cave National Monument, Dakota du Sud.
• 
  Excentriques, la Vallina, Llanes, Asturies.