Dépôts de calcaire par des cascades pétrifiantes

Source - © 2005 Pierre Thomas

Figure 1. Cascade pétrifiante asséchée, vallée de l'Eygues (Drôme)

Les semaines des 3, 10 et 17 octobre, nous avons vu des figures de dissolution dans les carbonates (morphologie karstique), puis nous sommes allés voir des figures de dissolution dans les évaporites. Revenons à nos calcaires.

Rappelons que la dissolution des carbonates par les eaux chargées de CO₂ peut s'écrire :

CO₂ + H₂O + CaCO₃ → 2 HCO₃^- + Ca²⁺

Les eaux du sol sont beaucoup plus riches en CO₂ dissous que les simples eaux de pluie, car elles captent le CO2 émis par la respiration des racines et autres organismes du sol. Ce sont ces eaux très riches en CO₂ qui dissolvent les calcaires.

Cette dissolution des calcaires capte donc 1 CO₂ atmosphérique (ou biologique, mais celui ci vient de l'atmosphère via la photosynthèse) et 1 CO₂ "lithosphérique" pour les intégrer à l'hydrosphère sous forme de 2 ions HCO₃^- hydrosphériques. La dissolution des calcaires entraîne donc une baisse du CO₂ atmosphérique.

Cette semaine et la semaine suivante, nous allons voir ce que deviennent ces ions Ca ²⁺ et HCO₃^- entraînés vers les ruisseaux puis les rivières par les eaux du sol. Comme souvent, ces eaux sont très chargées en HCO₃^- ; elles sont en déséquilibre avec le CO₂ atmosphérique. Alors la réaction d'équilibre des carbonates a lieu dans l'autre sens :

2 HCO₃^- + Ca²⁺→CO₂ + H₂O + CaCO₃

Le CO₂ est relâché vers l'atmosphère, et il précipite du carbonate de calcium (travertin). Ce phénomène se produit en particulier au niveau de cascade, où l'agitation de l'eau et son mélange avec l'air la mettent en équilibre avec l'atmosphère. Alors, un travertin se dépose tout le long de la cascade, ce qui est particulièrement visible en période estivale, quand ces cascades sont sèches.

C'est un phénomène analogue qui se produit dans les grottes (stalactites, stalagmites …) et à la sortie des résurgences.

Source - © 2005 Pierre Thomas Figure 2. Vue du haut d'une cascade pétrifiante asséchée, Bord de la D 10, La Rochette (Alpes de Haute Provence)

Source - © 2005 Pierre Thomas Figure 3. Vue d'ensemble de la cascade pétrifiante asséchée, Bord de la D 10, La Rochette (04)

Mais tout le CaCO₃ "potentiel" ne précipite pas au niveau de cascade. La semaine prochaine, nous verrons ce qu'il peut devenir dans le lit même du ruisseau.