Les grottes, témoins des climats

Comment le climat influence-t-il la formation des concrétions ?

La formation des concrétions dans une grotte dépend étroitement des conditions qui règnent à sa surface.

Lors des périodes chaudes et humides, les précipitations sont généralement plus importantes et la végétation plus abondante. L’activité biologique des sols enrichit alors l’eau en dioxyde de carbone (CO₂). En s’infiltrant dans le sol puis dans les fissures du massif calcaire, cette eau devient légèrement acide et peut dissoudre progressivement la roche.

Elle transporte ainsi du calcium et des carbonates jusqu’aux galeries souterraines. Lorsque l’eau arrive dans la grotte, elle libère une partie du CO₂ qu’elle contient et dépose progressivement du carbonate de calcium. C’est ce phénomène qui permet la croissance des stalactites, stalagmites et autres concrétions calcaires.

La composition du sol et les conditions environnementales influencent également la couleur des dépôts. La présence de matières organiques et de certains éléments minéraux peut notamment donner aux concrétions des teintes brunes, jaunes ou rougeâtres.

À l’inverse, pendant les périodes glaciaires, lorsque les températures sont beaucoup plus basses, une partie de l’eau est immobilisée sous forme de glace et la circulation de l’eau dans le massif peut fortement diminuer. Le développement des concrétions devient alors beaucoup plus faible, voire s’interrompt.

Les stalagmites constituent donc de véritables enregistreurs des changements climatiques.

Les stalagmites : des archives naturelles du climat

Une stalagmite se construit très lentement, couche après couche. Chaque dépôt de calcite peut conserver des informations sur les conditions environnementales qui existaient au moment de sa formation.

Les scientifiques peuvent aujourd’hui déterminer l’âge de ces dépôts grâce à différentes méthodes de datation, notamment la datation uranium-thorium (U-Th). Cette technique permet de dater des couches de calcite sur des périodes pouvant atteindre plusieurs centaines de milliers d’années.

Pour étudier une stalagmite, les chercheurs peuvent réaliser un prélèvement permettant d’observer sa structure interne. Une fois la concrétion coupée dans son axe, ses différentes couches apparaissent sous forme de bandes concentriques. Leur épaisseur, leur couleur et leur composition peuvent alors être étudiées et mises en relation avec les variations du climat.

L’objectif est de reconstituer, à partir de ces archives souterraines, les climats du passé, bien avant l’existence des instruments météorologiques.