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Historique géologique
Formation de la grotte

 


Les auteurs :
Thierry Pélissié, docteur en géologie, professeur de Sciences de la Vie et de la Terre, responsable du site des phosphatières du cloup d'Aural, Bach, Lot, France.
Serge Roussel, chargé de mission au musée de Préhistoire de Cabrerets (Pech Merle), Lot, France.


 

Entre 180 et 135 millions d'années (pendant 45 millions d'années), formation des calcaires des causses du Quercy. Epaisseur : 750 m.
A ces époques, les continents ne sont pas comme aujourd'hui.
Au cours du Jurassique, sous l'effet de l'ouverture de l'Atlantique central et de la mer Téthys, une mer peu profonde occupe l'emplacement de ce qui deviendra un jour la région du Quercy.
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Le climat chaud et la clarté des eaux évoquent le paysage actuel des Bahamas.

 

 

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Zone infratidale :
au dessous du niveau de la marée basse (toujours sous l'eau)
Zone supratidale :
au dessus du niveau de la marée haute (toujours hors de l'eau)
Zone intertidale :
sous l'eau à marée haute, hors de l'eau à marée basse.

Domaines de sédimentation au cours du Jurassique moyen et supérieur
(dessin d'après SPELUNCA n° 73)

Ces calcaires se sont formés "sur"1 les marnes imperméables du Jurassique inférieur.
Comment s'est formé le calcaire : par une réaction chimique2. Les cours d'eau venant de l'actuel "Massif Central" transportent du carbonate de calcium dissous3. La zone proche du littoral est une mer chaude et peu profonde (maximum 30 mètres, zone b du croquis). Dans cette zone vivent des végétaux du type "algues" qui contiennent de la chlorophylle et pratiquent la photosyntèse4. Ces végétaux absorbent le gaz carbonique ce qui provoque la précipitation du carbonate de calcium5. Le calcaire se dépose au fond en couches successives, sous forme de boues carbonatées. La pression finit par provoquer une cimentation et en même temps un enfoncement du support. La mer garde toujours à peu près la même profondeur.
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1. Il y a continuïté entre la formation des marnes et celle du calcaire : les marnes se forment sur des fonds plus importants, tels que la zone a ; donc le fond monte et ensuite le calcaire se dépose par dessus.

2. La formation du calcaire par accumulation de cadavres de microorganismes et d'animaux marins à coquilles a une importance très faible en Quercy (rareté des fossiles).
3. Une roche comme le granit contient des minéraux (mica, feldspath) qui possèdent des ions solubles de calcium.
4. Transformation du gaz carbonique en "aliments" à partir de l'énergie fournie par le soleil (la lumière).
5. Dite : précipitation biochimique.

 


il y a 180
millions d'années

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Vues
en coupe

 

Pendant la formation des calcaires du Quercy on observe le plus souvent une alternance de périodes de dépôt (périodes "courtes"), et de périodes où il n'y a pas de dépôt (périodes plus longues). Les couches de calcaire (strates) correspondent aux périodes "courtes" de dépot, les séparations entre les couches (joints de strates) coorespondent à des périodes "longues".






---- niveau du ----
fond marin

 

 


marnes imperméables


il y a 150
millions d'années

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Le niveau de calcaire
dans lequel s'est creusée
la grotte du Pech Merle
s'est formé il y a
150 millions d'années.

 

 

 

 

calcaire

 

 

 

 

 

 

 

- 750 m ------


il y a 135
millions d'années

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Il y a 135 millions d'années la mer se retire6 et quitte la zone qui sera plus tard le Quercy. Entre 135 et 95 millions d'années, la tectonique (mouvements de la croute terrestre) et l'érosion modifient le calcaire. La roche se fracture et l'épaisseur de calcaire diminue.
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6. Ce n'est pas forcément le niveau de la mer qui a baissé ; c'est une variation relative entre les niveaux de la mer et de la terre.

Entre 95 et 65 millions d'années, retour d'une mer peu profonde ; dépôt de calcaires gréseux et/ou crayeux, d'une épaisseur de 180 m.

il y a 95
millions d'années

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---- niveau du sol

 

calcaire

 

 




marnes imperméables

 

 

 






- 180 m


il y a 65
millions d'années

PMG4b.PCX (28918 octets)

 

 

 

 

---- niveau du
     fondmarin


calcaire
gréseux

 

 

 

calcaire




 

Il y a 65 millions d'années, se produit une baisse générale du niveau des océans ; la mer se retire définitivement. En même temps, la région qui correspond aujourd'hui au Quercy se soulève.
Erosion de surface et creusement d'un ensemble de grottes (dont Pech Merle et les phosphatières) dans un temps "court" (de l'ordre de 500 000 ans).
La région a un climat et une végétation de type tropical.
400 à 500 m sous la surface, le calcaire est imbibé d'eau en permanence (creusement en régime noyé).

il y a plus de
50 millions d'années

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Exemple d'organisation de la circulation de l'eau dans un massif calcaire, avec
un relief de type "cañon" :
1. zone d'absorption
2. zone de circulation de l'eau
3. zone de circulation, parfois noyée
4. zone noyée en permanence

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Le creusement s'effectue par action chimique de l'eau de pluie. Il y a dissolution du calcaire par une eau qui est devenue riche en gaz carbonique au contact du sol (microorganismes de type bactéries, etc). La dissolution s'exerce surtout aux endroits où l'eau peut circuler le plus facilement, c'est à dire aux discontinuïtés du calcaire (joints de strates entre deux couches de calcaire, failles).
 

PMG6a.PCX (1448 octets)

 

 

PMG6b.PCX (5566 octets)

 

 

PMG6c.PCX (6488 octets)

 

 

Les cavités creusées en régime noyé prennent l'allure de conduits arrondis en forme de tunnel (dits "en conduite forcée") avec formation de coupoles.
Creusement, vidange de l'eau, formation d'une première phase de concrétions, tout cela est compris dans les "de l'ordre de 500 000 ans".
 

PMG6d.PCX (6666 octets)

 

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Ensuite la grotte se remplit de sable, entièrement. Ce sable provient de la dissolution des calcaires gréseux de surface. Ce remplissage reste en place de 60 millions d'années environ jusqu'à 1,5 millions d'années avant nous. Pendant ce temps, l'érosion de surface se poursuit, cependant elle est discontinue. L'eau imbibe toujours le massif calcaire et les concrétions enrobées de sable se corrodent fortement.
 

 

PMG7a.PCX (38188 octets)

 

 

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L'érosion extérieure s'interrompt, en particulier entre environ 20 millions d'années et 2 millions d'années avant nous. Le calcaire est alors recouvert par des formations de calcaires argileux, des marnes, déposés dans des lacs et des marécages (terrains actuels du Quercy Blanc). A partir de 2 millions d'années, la région se soulève. Les dépots tendres sont emportés par l'érosion. Les vallées se creusent (Lot, Célé, Sagne).

 

il y a environ
20 millions d'années

 

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---- lac ou
marécage


 

PMG8b.PCX (24114 octets)

 

L'eau circule à nouveau dans la grotte, plus ou moins régulièrement, plus ou moins fortement. A partir de
-  500 000 ans, en plusieurs séquences, évacuation partielle du sable, formation de planchers stalagmitiques, effondrements de voûtes, de parois, de colonnes, de planchers. Formation des concrétions récentes : stalagmites, stalagtites, colonnes, disques suspendus, draperies, perles, etc.
 

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PMG9b.PCX (12114 octets)

 

 

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Par enfoncement des vallées, formation de l'entrée naturelle ("préhistorique") du niveau inférieur de la grotte.
Des animaux pénètrent et vivent saisonnièrement dans la grotte : hyènes, félins et surtout ours.

Entre - 30 000 et  - 10 000 ans, des chasseurs pénètrent à plusieurs époques dans la grotte.

Il y a 10 000 ans, fin de la dernière époque glaciaire. Formation de l'éboulis de terre qui a bouché l'entrée préhistorique.

De nos jours, résultat des érosions successives en surface, l'épaisseur de calcaire au-dessus de la grotte varie entre 10 et 40 mètres environ.

 

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Le Quercy sur le Net
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