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Stalactites et stalagmites ornent les grottes du monde entier. Des stalactites pendent du plafond, tandis que des stalagmites s’élèvent du sol. Ils grandissent incroyablement lentement, et certains sont si anciens qu’ils sont antérieurs aux humains modernes, Live Science signalé précédemment.
Ces formations rocheuses en forme de dents se développent lorsque l’eau qui goutte entre en contact avec l’air de la grotte, selon le Site Web du Service des parcs nationaux. L’eau transporte des minéraux dissous, ramassés lors de son voyage depuis la surface de la Terre. En traversant la grotte, il laisse derrière lui de minuscules traces de ces minéraux, construisant chaque stalactite goutte à goutte.
Quelle forme ont les stalactites ?
La plupart des stalactites sont en forme de cône : épaisses en haut et effilées en pointe en bas. Mais certains sont creux. En forme de pailles, ces stalactites poussent lorsque l’eau ruisselle en leur centre. Au fur et à mesure que chaque goutte s’évapore, elle laisse une autre coquille de minéraux au fond du tube.
Les pailles de grotte sont incroyablement fragiles et s’effritent souvent au moindre contact, ce qui en fait une trouvaille rare dans les grottes bien fréquentées, selon Journal d’études sur les grottes et le karst.
Certaines stalactites en forme de paille semblent défier la gravité. Connues sous le nom d’hélictites, ces structures ont des torsions, des éperons et des bosses qui s’inclinent dans toutes les directions. Les scientifiques ne savent pas exactement comment ils se forment, mais ils pensent que cela pourrait être dû à une combinaison d’action capillaire et de vent, selon le Association de recherche spatiale des universités.
De légers changements dans les courants d’air à travers une grotte, ou dans l’orientation des cristaux dans une stalactite en croissance, peuvent entraîner de minuscules gouttelettes d’eau dans de nouvelles directions. Plutôt que de couler vers le sol sous l’effet de la gravité, ils se déplacent latéralement ou même vers le haut, laissant derrière eux leurs minéraux au fur et à mesure.
Que contiennent les stalactites et les stalagmites ?
La plupart des stalactites que vous voyez dans les grottes sont faites de carbonate de calcium, selon le Société royale de chimie. Il forme deux principaux types de cristaux : la calcite et l’aragonite. Ils ont la formule chimique CaCO3.
Pour cette raison, les stalactites n’apparaissent généralement que dans les grottes où les roches environnantes contiennent du calcium sous forme de calcaire ou de dolomie.
Les stalactites peuvent également porter des traces d’autres produits chimiques, qui leur donnent des couleurs et des textures différentes. Ces produits chimiques comprennent les carbonates, les sulfures et même l’opale.
Les grottes calcaires contiennent souvent des stalagmites ainsi que des stalactites. Ces structures poussent sur le sol, avec une base épaisse et une pointe qui regarde vers le plafond de la grotte. Certains sont plats comme des œufs frits, tandis que d’autres sont longs et fins, comme des balais, selon le Encyclopédie des grottes (troisième édition, 2019).
Les stalagmites poussent souvent directement sous les stalactites, épongeant tous les minéraux des gouttelettes d’eau qui éclaboussent le sol de la grotte. Cependant, les deux types de décoration de grotte ne vont pas toujours de pair : l’un ou l’autre peut apparaître seul.
A l’intérieur d’une grotte
Autres caractéristiques de la grotte
Les grottes calcaires peuvent également contenir d’autres types de décoration de grotte. Selon la revue Transactions de la Société royale d’Afrique du Sud, les stalactites et les stalagmites sont les deux types de gouttes, nommés parce qu’ils se forment à partir de gouttes d’eau. Mais vous pourriez aussi voir des flowstones et du pop-corn des cavernes.
Les Flowstones apparaissent lorsque l’eau descend d’un mur de grotte en feuilles, selon Parc national des vallées du Yorkshire. Ils ressemblent à des rideaux de stalactites, suspendus ensemble comme une cascade figée dans le temps. Parfois, les coulées contiennent des couches de couleur provenant des minéraux laissés par l’eau, ce qui leur a valu le nom de « lard des cavernes », selon le Union géophysique américaine (AGU).
Le pop-corn des cavernes se forme là où l’eau passe à travers les pores de la roche, formant des bosses et des grumeaux qui ressemblent à des baies.
La chimie des stalactites calcaires
Les stalactites et les stalagmites se forment lorsque l’eau de pluie s’écoule à travers la roche calcaire. En cours de route, il capte le dioxyde de carbone, de l’air et de toute matière organique qu’il passe au fur et à mesure qu’il coule, selon le National Park Service. Le dioxyde de carbone réagit avec l’eau pour former un acide faible appelé acide carbonique. Cet acide peut dissoudre le calcaire, réagissant avec la calcite minérale et l’attirant dans l’eau sous forme de bicarbonate de calcium.
Au fur et à mesure que l’eau s’écoule dans la grotte, elle entre à nouveau en contact avec l’air. Là, il libère le dioxyde de carbone et le calcium sort de la solution, formant à nouveau de la calcite dure comme la roche.
Comment ils grandissent
Étranges stalactites
Saviez-vous que les stalagmites et les stalactites ne se trouvent pas toujours dans les grottes ? Vous pouvez les voir sous des bâtiments en béton, dans des tubes de lave et même accrochés au côté de votre garage en hiver. C’est parce que les stalagmites et les stalactites ne sont pas toujours faites de calcaire.
Les stalactites de glace sont probablement le type de stalactite le plus courant. Ils se forment lorsqu’il fait suffisamment froid pour que l’eau gèle, mais suffisamment ensoleillé pour qu’elle fonde à nouveau, selon un article de 2019 dans le Encyclopédie des grottes. L’eau fondue ruisselle vers le sol et se recongèle avant de toucher le sol.
Des scientifiques de l’Université de Cambridge et de l’Université de l’Arizona ont utilisé des photographies, des mathématiques et de la physique pour déterminer pourquoi les glaçons sont pointus. Ils ont remarqué que, lorsque l’eau ruisselle, elle se mélange pour former une nappe. Cette feuille dégage de la chaleur, créant une poche d’air chaud autour du glaçon. L’air chaud monte, ce qui signifie que l’eau gèle plus rapidement au bas du glaçon, ce qui les fait devenir longs et fins à la pointe.
Un autre type de stalactite que vous pourriez voir dans votre vie quotidienne est une stalactite en béton, selon le Société royale de chimie. Vous pouvez les trouver dans les parkings et même sur les tuyaux de votre maison. Le béton contient calcium oxyde, qui se dissout lorsqu’un liquide alcalin le traverse. Lorsque ce liquide atteint l’air, le calcium sort de la solution, formant une substance dure appelée calthémite. Si les gouttes arrivent assez vite, des stalagmites de calthémite peuvent également commencer à se former.
D’autres stalactites étranges sont un peu plus difficiles à trouver. Selon le Journal international de spéléologie. Lorsque le toit d’un tube de lave commence à refroidir, il se couvre d’une peau, un peu comme un bol de crème anglaise. En dessous, les gaz chauds continuent de se dilater, poussant sur la peau et l’étirant pour former des tubes creux qui durcissent en roche solide.
Ressources additionnelles
En plus de fournir des caractéristiques étonnantes, la géologie des grottes peut nous renseigner sur le climat de la Terre. Vous pouvez lire ces indices sur les sites de la NOAA Centre national d’information sur l’environnement. Pour en savoir plus sur les stalactites sous-marines, explorez les recherches menées par Université de Heidelberg.
Bibliographie
Journal of Cave and Karst Studies de la National Speleological Society (2005). https://caves.org/pub/journal/PDF/V67/cave_67-01-fullr.pdf
« Analyse et optimisation des paramètres de procédé pour la biominéralisation in vitro du CaCO3 par Klebsiella pneumoniae, isolée d’une stalactite de la grotte de Sahastradhara ». Société royale de chimie (2020). https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2020/ra/d0ra00090f
Encyclopédie des grottes, troisième édition, (2019). https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/stalagmite
La géologie du Makapan et d’autres grottes. Transactions de la Société royale d’Afrique du Sud (1951). https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00359195109519881?journalCode=ttrs20
L’origine des stalactites tubulaires de lave et d’autres formes apparentées. Journal international de spéléologie (1998). https://digitalcommons.usf.edu/ijs/vol27/iss1/14/
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