COURS D'EAU SOUTERRAINS, GROTTES, ÉBOULEHENTS

ilviéres souterraines. — Lorsque les eaux de pluie pénètrent en abondance, à la faveur de fissures, dans une formation de calcaires compacts, elles doivent, comme nous l'avons vu, y constituer des nappes discontinues en s'accumulant dans tous les vides que l'intérieur de la roche est susceptible d'offrir. Ces vides ne sont autres que des fentes plus ou moins larges, dont l'ensemble constitue un i^u découpant la formation calcaire et dont l'origine doit être cherchée dans le défaut d'homogénéité de la roche et les mouvements mécaniques auxquels le terrain a été soumis postérieurement à sa consolidation. Ces fentes communiquent les unes avec les autres et s'il arrive que la nappe puisse trouver un écoulement au dehors par quelque coupure profonde, un courant doit nécessairement s'établir dans ce réseau de fissures entre les divers points où se fait l'infiltration et l'orifice ou les orifices de sortie. C'est ainsi que le sous-sol d'un plateau peut être parcouru par des cours d'eau souterrains, dont le débouché seul se révèle

par une source puissante, capable de donner immédiatement naissance à quel que rivière importante.

Rien n'est plus irrégulier, en général, que les lits de ces cours d'eau cachés, sortes de canaux tortueux qui résultent de l'élargissement des fentes primitives de la roche, sous l'effort même des eaux qui s'y sont infiltrées et où des chambres spacieuses ne communiquent ensemble que par d'étroits couloirs, diversement ramifiés, coupés de cascades et de rapides.

Mode de formation des grotte». — Il est certains cas favorables où le cours des rivières souterraines peut être directement étudié, les espaces qu'elles occupent formant des grottes accessibles à l'homme. 11 est alors facile de constater la liaison intime de ces cavités avec les fentes ou failles du terrain, c'est-à-dire avec des lignes de moindre résistance. Ainsi, dans les remarquables grottes du Ham, en Belgique, encore parcourues par les rivières de la Lesse, on peut suivre, au plafond des galeries, des fentes alignées suivant la longueur des grottes et le long desquelles le calcaire, malgré sa dureté habituelle, se débite plus facilement en blocs. Dans toutes les grandes chambres, dont l'une a plus de 70 mètres de hauteur, on voit clairement que la voûte est formée par l'élargissement progressif de la fente médiane, dont les parois se sont écroulées peu à peu, accumulant sur le plancher de gigantesques cônes d'éboulis. Quant à la cause de ces écroulements, le torrent souterrain, qui mine encore le pied des voûtes, est là pour l'indiquer. La formation des grottes apparaît donc bien comme l'œuvre d'une érosion souterraine, grandement facilitée par l'état de la roche, mais imputable en définitive à l'action de l'eau courante.

Il est à remarquer que cette action a été puissamment aidée, dans la plupart des cas, par la pression hydrostatique. En effet, même aujourd'hui, dans les hautes eaux, on constate que certaines rivières souterraines gonflent au point, non seulement de remplir leurs galeries jusqu'au plafond, mais de monter à une grande hauteur dans les gouffres de la surface. En s'accumulant ainsi derrière les cloisons qui contrarient leur écoulement, elles peuvent acquérir une pression considérable et la conséquence doit être la rupture violente de ceux de ces barrages naturels qui offrent le moins d'épaisseur. Un tel effet devait s'exercer avec une énergie particulière à l'époque, voisine de la nôtre, où les pluies étaient incomparablement plus abondantes qu'aujourd'hui, en même temps que le régime hydrographique extérieur était encore mal fixé. Chacune des débâcles résultant d'une rupture de digues devenait ainsi, pour les eaux sauvages souterraines, l'occasion d'un redoublement de puissance, et dès lors il n'y a plus lieu de s'étonner du travail qu'elles ont accompli dans les calcaires fissurés.

Exemples de grottes. — La formation de ce genre la plus remarquable parait être la caverne du Mammouth {MammotKs cave), dans le Kentucky. On l'a explorée déjà sur 15 kilomètres de profondeur, par deux cents allées dont le développement total dépasse 550 kilomètres. Elle contient tout un système de lacs et de rivières à divers étages.

Le phénomène des grottes est exceptionnellement développé dans la région des Alpes de la Carniolc et de l'Istrie, entre Laybach et l'iume. La figure 44 repré-

Fig. il. — Coupe d« U grotte de Loeg (d'ipréi Schmidl et V ut Hem in).

sente, d'après H. Schmidl, la coupe de la grotte de Lueg, où il est aisé de constater la tendance des galeries à s'écarter peu de l'horizontale.

La célèbre grotte d'Adelsberg, située dans la même région, correspond a l'ancien cours souterrain de la Poik et, dans une grotte contiguë, cette rivière accomplit encore un parcours caché qu'on a pu suivre en bateau sur près d'un kilomètre. La salle du Calvaire, dans la grotte principale, forme une voûte de 200 mètres de portée, dont le plancher est constitué par une véritable colline de débris, jonchée d'une forêt d'aiguilles stalagmitiques. Tout autour, à la surface, le pays est parsemé de profondes dépressions en forme de bateau, au fond desquelles l'eau de pluie disparaît en tournoyant ; à chaque instant les ruisseaux se perdent dans le sol comme dans les trous d'un crible (1).

U Poik sort de ce système de grottes sensiblement plus puissante qu'elle n'y était entrée, grâce à des affluents cachés dont quelques-uns ont été directement constatés. Dans tous les endroits où ces rivières souterraines peuvent êlre abordées, le mugissement de leurs eaux, le bruit des cascades attestent leur puissance d'érosion et de transport, bien que cette puissance s'y exerce d'une façon moins continue que dans les rivières torrentielles à l'air libre, les cours d'eau souterrains étant fréquemment interrompus par des cloisons rocheuses qui donnent nuisance à des lacs étages. On a pensé également que la dissolution du calcaire ptr les eaux pouvait jouer un rôle dans la formation des grottes ; mais cette «tion serait assez faible relativement au travail mécanique pour qu'il ne nous P>nisse guère utile de la faire entrer ici en ligne de compte.

En Grèce, un grand nombre de cours d'eau se perdent dans des gouffres nommés *iw(ftra et plusieurs vont sortir au jour, à d'assez grandes distances, par des owertures du rocher, dites cépkalaria ; malheureusement cette sortie s'accoml put le plus souvent si près de la mer que le cours d'eau n'est plus utilisable poules besoins de l'agriculture.

|1] Rectal: La Terre, I, p. 3».

En résumé, les grottes des terrains calcaires semblent devoir être attribuées à l'action d'eaux sauvages, amenées par voie d'infiltration dans les profondeurs du sol, bien qu'à un niveau supérieur à celui des vallées et obligées de s'y frayer une route en profitant de toutes les lignes de moindre résistance du terrain. C'est pourquoi, si c'est bien le phénomène général de l'infiltration qui préside à leur naissance, du moins le travail de leur creusement nous ramène à l'action torrentielle, dont il n'est qu'un cas particulier. De plus, les résultats de ce travail, tels qu'il nous est donné de les constater dans les grottes aujourd'hui accessibles, dépassent de beaucoup la portée du régime hydrographique qui prévaut actuellement dans les mêmes régions. Non seulement nombre de grottes sont étagées sur les flancs des vallées calcaires, à des hauteurs considérables au-dessus des thalwegs et en des points où il ne se produit même plus de suintements ; mais celles que parcourent encore des rivières souterraines laissent clairement apercevoir les traces d'un régime tout différent. Leur creusement, dans les proportions qu'il a prises, a certainement exigé une beaucoup plus grande énergie de la part de l'agent liquide employé à ce travail. Ici donc, comme pour les torrents et les rivières, il faut admettre, à une époque antérieure, un notable excès des précipitations atmosphériques et, sans doute aussi , des mouvements du sol propres à accroître par intervalles la puissance vive des eaux en les faisant agir sur une plus grande différence de niveau. Peut-être même y a-t-il lieu d'ajouter à ces causes des actions chimiques qui auraient aidé à l'enlèvement, par voie de dissolution, d'un calcaire n'offrant pas partout la même compacité.

L'histoire de la formation des grottes, pour être complète, exigerait la description du revêtement de stalactites dont la plupart sont ornées. Mais ce revêtement, œuvre de la période qui a suivi l'assèchement des grottes, est un phénomène d'ordre chimique, dont la mention sera mieux à sa place dans un chapitre ultérieur.

Éboulements naturels. — Le travail des eaux d'infiltration ne se borne pas à la formation de nappes et de rivières souterraines. Bien souvent cette pénétration des eaux de pluie dans le sous-sol entraîne des mouvements qui affectent profondément le relief de la surface. Ces mouvements sont de deux sortes ; les éboulement» ou glissements, qui se produisent sur le flanc des vallées et les effondrements qui font naître à la surface des gouffres inattendus.

Lorsque, dans un pays de montagnes, des roches solides fissurées reposent sur des assises imperméables, l'eau de pluie ou celle qui provient de la [fonte des neiges, en s'infiltrant dans les crevasses, s'y accumule en quantités considérables et, sous l'influence de la pression qu'elle acquiert, fait effort pour s'échapper à la jonction des deux systèmes de couches. Peu à peu, les parties supérieures du massif argileux se délayent et en arrivent à ne plus former qu'une boue liquide, incapable de résister à la pression du système qu'elle supporte. Ainsi se produisent de gigantesques éboulements comme celui qui, en 1855, fit écrouler une partie de la Dent du Midi, en Valais. Le résultat fut un mélange de matières