Le monde minéral

l'eau chargée de CaCO3 est le moteur du concrétionnement

Au sortir des fissures du calcaire, l'eau perle ou ruisselle sur les voûtes et laisse échapper une partie de son gaz carbonique. Ceci entraîne la reprécipitation du carbonate de calcium et donne naissance à des concrétions. Le plafond s'orne de stalactites et de draperies (les fistuleuses ou macaronis sont des stalactites creuses et filiformes). Sous ces concrétions, se forment normalement des stalagmites et des planchers stalagmitiques. Stalactites et stalagmites tendent à se rejoindre pour former les colonnes.

Les excentriques ou hélictites, présentent des forment étranges, courbées ou arborescentes, remontant parfois vers la voûte. On peut encoore trouver des bassins, peu profonds, limités par de petites digues festonnées: les gours. Les perles des cavernes, ou pisolithes, sont de petites concrétions plus ou moins sphériques qui se forment parfois à l'aplomb des stalactites.

Le gaz carbonique, l'eau et le calcaire

Dans l'air qui nous entoure, la concentration en gaz garbonique (CO2) est relativement faible (0.03%). L'intense vie animale et végétale qui règne dans les sols (vers de terre, champignons, bactéries, racines...) produit une quantité importante de CO2, qui, étant plus lourd que l'air, s'échappe peu dans l'atmosphère. La teneur en CO2 de l'air des sols peut ainsi atteindre 2 à 5%, parfois plus.

Le CO2 est soluble dans l'eau (H20), avec laquelle il se combine pour former l'acide carbonique (H2CO3); cet acide est, en fait, toujours dissocié en deux ions: l'ion hydrogène (H+) et l'ion bicarbonate (HCO3-). L'équilibre de la réaction de dissolution du CO2 dans l'eau dépend de la quantité de CO2 dans l'air qui se trouve au contact de l'eau (on parle de pression partielle du CO2 de l'air exercée sur la surface de l'eau). La production massive de CO2 dans les sols provoque donc l'acidification de l'eau qui les traverse.

Lorsque l'eau s'infiltre dans les fissures du calcaire, les ions hydrogène (H+) de l'acide carbonique s'attaquent à la calcite (CaCO3) en libérant des ions calcium (Ca++) et des ions bicarbonates.

Quand cette eau arrive au contact de l'air de la grotte, dans lequel la concentration en C02 est généralement plus faible que dans les fissures en relation avec le sol, les équilibres chimiques se déplacent dans le sens d'une libération de gaz carbonique, et donc d'une précipitation du carbonate de calcium.

Quelques liens intéressants

Pour en savoir plus sur les concrétions

• Minéraux, fossiles et curisoistés géologiques en Belgique sites intéressants et clés de détermination.
• Site du musée de minéralogie de Paris avec catalogue reprenant plus de 5000 minéraux différents.
• Calcites de Belgique
• Ammonites et autres fossiles