Grand Aven du Mont Marcou
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| Coordonnées | |
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| Pays | France |
| Région | |
| Département | |
| Commune | |
| Massif |
| Altitude de l'entrée | 820 m |
|---|---|
| Longueur connue | 1 800 m[3] |
| Dénivelé | 345 m[4] |
| Type de roche | |
| Signe particulier | |
| Température | 9 °C |
| Patrimonialité |
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Le Grand Aven du Mont Marcou est un gouffre situé sur le territoire de la commune de Saint-Geniès-de-Varensal, dans la montagne de Marcou, département de l'Hérault. La cavité s'ouvre dans le parc naturel régional du Haut-Languedoc, elle est mondialement connue pour ses concrétions d'aragonite de couleur verte due à la présence d'ions nickel Ni2+. L'aven a été découvert en 1930 par Robert de Joly qui en débuta l'exploration.
Spéléométrie[modifier | modifier le code]
En 2004, le développement connu et topographié[N 1] de la cavité était de 1 800 m pour une dénivellation[N 2] de 345 m[3],[4].
Géologie[modifier | modifier le code]
Le versant sud du Mont Marcou est traversé par une faille inverse qui met en contact les schistes verts de la Formation de Marcory (Cambrien) riches en pyrite nickelifère et les calcaires dolomitiques (également du Cambrien). Ce phénomène géologique a permis le creusement de l'aven du Mont Marcou. Le miroir de faille est bien visible dans le puits du Grand Cèdre (160 m de verticale absolue, de -150 m à -345 m)[4] : schistes en paroi nord et calcaires en paroi sud[6].
L'aven s'ouvre dans les calcaires dolomitiques du Cambrien inférieur. Ces calcaires sont surmontés par une formation gréseuse parfois également riche en pyrite (FeS2) contenant des éléments chalcophiles, notamment du nickel (Ni), du plomb, du zinc, de l'arsenic, de l'antimoine (Pb, Zn, As, Sb…) et de l'uranium[1],[2]. Le massif du Mont Marcou est parcouru par un réseau de failles inverses qui facilitent l'infiltration dans les calcaires dolomitiques des eaux météoriques ayant d'abord ruisselé au contact des schistes verts pyritifères puis percolé au travers des grès[1],[2].
Le gouffre se termine à -345m de profondeur sur une grande trémie impénétrable (éboulis de blocs enchevêtrés). Les eaux souterraines alimentent les resurgences de Fontcaude à Saint-Geniès-de-Varensal[6].
Contexte géochimique[modifier | modifier le code]
Les eaux de précipitation et de surface en équilibre avec l'atmosphère terrestre sont riches en gaz dissous, essentiellement l'oxygène (O2) et le dioxyde de carbone (CO2), et sont par conséquent très réactives chimiquement. D'une part, l'oxygène en solution dans l'eau oxyde la pyrite contenue dans les schistes verts et les grès, libérant ainsi les éléments minéraux (Ni, Pb, Zn, As, Sb, U…) piégés dans la pyrite, tandis que le CO2 dissout le calcaire (CaCO3) et la dolomie (Ca,Mg(CO3)2), permettant la karstification du massif.
L'agressivité de l'eau au contact des calcaires est encore accrue par l'acidification causée par l'oxydation de la pyrite des schistes verts et des grès. En effet, l'oxydation de la pyrite libère également en solution de l'acide sulfurique (H2SO4) suivant la réaction :
- FeS2 + 15 O2 + 14 H2O → 4 Fe(OH)3 + 8 H2SO4
L'acidité (bas pH) qui en résulte augmente la solubilité des cations métalliques (dont celle des ions Ni2+ de couleur verte) et empêche leur précipitation, les maintenant ainsi en solution durant leur transport par l'eau, jusqu'à ce que le pH remonte après que les ions H+ aient été consommés par la dissolution du carbonate de calcium (CaCO3) :
- H2SO4 + CaCO3 + H2O → CaSO4·2H2O + CO2
La réaction de dissolution du calcaire par l'acide sulfurique produit du gypse (CaSO4·2H2O) et libère également du dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère de la grotte et des fissures non saturées en eau.
Lorsque la valeur du pH remonte après la neutralisation de l'acide sulfurique par le calcaire, les cations métalliques, comme Ni2+, s'hydrolysent (Ni2+ + 2 OH– → Ni(OH)2) et ensuite précipitent, colorant ainsi certaines concrétions.
Concrétions vertes[modifier | modifier le code]
La couleur verte des aragonites du Grand Aven du Mont Marcou est due à la présence d'ions nickel (Ni2+) également responsables de cette teinte caractéristique en solution aqueuse. Longtemps soupçonnée, l'origine de cette couleur intense est en fait plus complexe qu'on ne le croyait jusqu'il y a peu. Les travaux d'une équipe multidisciplinaire de scientifiques et spéléologues ont permis de caractériser de façon plus détaillée la minéralogie de ces concrétions de nature exceptionnelle et nécessitant la protection de la cavité[1],[2],[7].
On a longtemps considéré que les cations nickel (Ni2+) se substituaient simplement aux ions calcium (Ca2+) dans le réseau cristallin de l'aragonite (variété orthorhombique de CaCO3), voire étaient directement responsables de cette forme cristalline moins commune en influençant d'une façon, ou d'une autre, le processus de croissance cristalline du carbonate de calcium, à la manière des ions magnésium (Mg2+) connus pour inhiber la cristallisation de la calcite. En fait, le processus de cristallisation et l'espèce minérale responsable de la couleur verte sont tous deux bien plus inattendus qu'on ne pouvait le soupçonner.
La couleur vert foncé des aragonites du mont Marcou a pu être attribuée par Vlieghe et al. (2022, 2023, 2024)[1],[2],[7] à la népouite, un phyllosilicate de la famille des serpentines, de formule (Ni,Mg)3Si2O5(OH)4[5]. La népouite est le principal minerai de nickel en Nouvelle-Calédonie, où elle a été découverte en 1907 par l'ingénieur et minéralogiste Edouard Glasser dans la localité de Népoui qui lui a donné son nom; toutefois, elle n'est pas particulièrement connue en France métropolitaine. Elle est généralement formée par l'altération de roches ultramafiques, d'origine magmatique, pauvres en silice et contenant beaucoup de minéraux riches en magnésium et en fer. Sa présence en milieu sédimentaire et calcaire, et notamment en grotte, est donc surprenante.
Au moyen d'analyses par diffraction de rayons-X (DRX), microscopie électronique à balayage (MEB), micro-spectroscopie Raman, et d'analyses à la micro-sonde électronique (EPMA), ces chercheurs ont ainsi pu mettre en évidence un enrichissement important et inattendu en nickel (jusqu'à 30 % en masse) dans des cristaux de népouite tapissant les surfaces de concrétions d'aragonite moins colorée. La népouite s'est formée à la surface de l'aragonite sous forme de cristaux tabulaires ou de sphérules. Cet enrichissement superficiel et donc localisé explique la teinte foncée des aragonites vertes. D'autres éléments comme le plomb (Pb) et le zinc (Zn) sont également présents, de même que de l'uranium (1 000 ppm). L'origine du nickel, de l'uranium et des éléments chalcophiles est attribuée à l'oxydation de la pyrite (FeS2) contenue dans une formation de grès surincombante et surmontant la formation dolomitique de l'aven. La pyrite formée en conditions réductrices lors de la sédimentation marine du grès dans des eaux pauvres en oxygène incorpore aisément de nombreux éléments dans son réseau cristallin. Son oxydation en conditions humides au contact de l'oxygène de l'air produit de l'acide sulfurique (H2SO4) et libère les ions captifs ensuite maintenus en solution grâce au bas pH de l'eau. Le transport de ces ions à l'état dissous dans les eaux d'infiltration dans les calcaires dolomitiques sous-jacents a été favorisé par la présence de failles géologiques et ces éléments se sont reconcentrés et accumulés dans les cristaux de népouite se formant à la surface des concrétions d'aragonite. La raison de la formation de ce phyllosilicate de nickel assez rare dans nos contrées et les conditions physico-chimiques propices à sa genèse restent cependant énigmatiques.
La présence d'anions silicates en solution aqueuse, ou la formation de colloïdes de silicates basiques de nickel et de magnésium, joue probablement un rôle encore mal compris dans le processus de formation de la népouite, (Ni,Mg)3Si2O5(OH)4. La complexation des cations Ni2+ par des anions silicates polymériques, bases conjuguées de l'une ou l'autre espèces d'acides siliciques, plus ou moins polymérisés, ne peut être exclue[8],[9],[10]. Les travaux de Charlet et Manceau (1994)[9] ainsi que ceux de Missana et al. (2022)[10] inclinent à penser que les ions Ni2+ initialement présents à la surface de l'aragonite pourraient être responsables de la formation des minces films superficiels de népouite, par adsorption d'anions silicates formant préférentiellement des complexes de surface avec les ions Ni2+.
Histoire des explorations[modifier | modifier le code]
En 1930, Robert de Joly découvre l'aven et atteint la profondeur de -65 m en 1931[11]. Le terminus a été facilement identifié, il s'agit d'un énorme bloc suspendu au-dessus d'un passage étroit. Cette configuration est suffisante pour justifier le commentaire de l'explorateur qui juge la cavité dangereuse.
En 1948, le Spéléo-club de Montpellier lève une topographie de la cavité cotée à -73 m[12].
En 1962, le Clan du Grand Cèdre des Éclaireurs de France de Castres découvre la salle Robert de Joly et atteint la cote -120 m.
En 1963, le même groupe explore l'aven n° 2 du Mont Marcou jusqu'à la profondeur de -25, -30 m[13].
En 1964, les Éclaireurs de France de Castres et de Carmaux et la Société de Recherches Spéléologiques et Archéologiques de Sorèze (Tarn) atteignent la margelle du grand puits qu'il nomme « puits du Grand Cèdre » en hommage au clan scout qui avait œuvré dans cette cavité les années précédentes (cf. supra). Ils le sondent et estiment sa profondeur entre 170 et 200 mètres[13].
En 1965, les Éclaireurs de France et un collectif tarnais atteignent le fond du grand puits de 165 mètres de verticale absolue, à la cote -325 m[11] grâce à l'emploi d'un treuil pneumatique. Le compresseur étant installé à l'extérieur, 400 mètres de tuyaux sont nécessaires pour relier le treuil installé au sommet du puits, à la cote -155 m[14].
En 1966, une deuxième descente est réalisé à l’échelle par le Spéléo-club de la Montagne Noire et de l'Espinouse (SCMNE) et le Spéléo-club de l'Aude (SCA). Le chef d’expédition est Claude Raynaud ; des observations sont faites par Alain Mangin (CNRS Moulis) ; Claude Bou lève la topographie du puits du Grand Cèdre[6].
En 1968, un drame survient avec le décès de Jean Varailhes (19 ans), fauché par une lame rocheuse dès la première descente du puits du Grand Cèdre. Les spéléologues de Béziers, Bédarieux et Valros, qui ont pourtant installé un treuil de conception plus légère, renoncent définitivement à la poursuite des opérations. L'accident mortel porte un coup d'arrêt à l'enthousiasme des premières années d'exploration du grand puits.
En 1977, des spéléologues du Spéléo-Club Alpin Languedocien (SCAL) de Montpellier et d'autres clubs locaux (Spéléo-clubs de Cournonterral et de Frontignan) organisent un camp au fond du puits du Grand Cèdre. Ils approfondissent la cavité pour porter sa cote définitive à - 345 mètres. Par ailleurs, leur obstination conduit à la découverte du réseau de la Grande Diaclase[6].
En 1978, lors d'une séance de topographie, qui impose généralement un relevé minutieux de tous les recoins d'une cavité, la « géode des vertes » est enfin découverte.
En 1979, l'exploration du réseau de la Grande Diaclase se poursuit jusqu'à la cote -247 m.
En 1985, une équipe du CRASP (Club de recherche archéologique et spéléologique de Pignan) découvre un petit réseau au fond du puits du Grand Cèdre, qu'ils baptisent « réseau Marion » du nom de la fille d'un de ses membres, récemment venue au monde[réf. souhaitée].
En 2012, le Spéléo-club de Montpellier relie l'aven n° 2 au n° 1 (grand aven du Mont Marcou) après d'importants travaux de désobstruction[13].
Mesures de protection[modifier | modifier le code]
Vers 1985, le Club de Recherches Archéologique et Spéléologique de Pignan installe une grille de plusieurs mètres de hauteur équipée d’une porte, afin de protéger l'accès à la géode[6].
Mais le contexte est peu favorable, car les spéléologues n'admettent pas la fermeture de cavités, quels qu'en soient les motifs. La période, appelée « la guerre des boulons » (envois réciproques des boulons de portes aux « clubs propriétaires »), voit la destruction systématique des portes de protection. Celle du Mont Marcou ne résiste pas longtemps et pendant dix ans le site reste sans protection. La géode subit immanquablement des dégradations.
En 1994, le Club de Recherches Archéologique et Spéléologique de Pignan propose de signer une convention, mais qui restera lettre morte. Le sujet est régulièrement abordé en réunion départementale, mais faute d'accord et de volonté aucune mesure de protection n'est prise.
En 1996, l’Assemblée générale des spéléologues de l'Hérault ratifie un document qui réglemente les visites, mais cette convention n'est pas appliquée. La situation n'évolue pas pendant quatre ans. Puis, les photographes, plus sensibles, donnent l'alerte et dénoncent les dégradations évidentes du site. Ces photographes, qui viennent de toute la France et parfois de l'étranger, sont simplement choqués par l'absence de protection du site.
En 2000 et 2001, une soixantaine de spéléologues de l'Hérault et du Tarn décident de passer outre et prennent l’initiative de réaliser des travaux de sauvegarde. Le système de fermeture est consolidé avec l’aide du Comité départemental de spéléologie de l’Hérault.
En 2002, l'Association Mont Marcou (AMM) voit le jour[15]. Aujourd'hui, cette association gère l'accès et la protection du site avec l'accord du propriétaire du terrain[6].
En 2004, un système d'adduction d'eau permettant le nettoyage sous pression (4 bar) de la boue qui souillait certains passages donnant sur la géode des Vertes est mis en place. Les traces de boue sont partiellement éliminées tandis que les nouveaux visiteurs disposent d'un système pour rincer leurs bottes[4].
En 2007, une série d’échelles-passerelles rigides sont ancrées dans la paroi en plusieurs points menant à la cheminée glaiseuse. La sécurité des visiteurs est améliorée ; pieds et mains restent également plus propres avant de pouvoir admirer les Vertes[4].
En 2009, le réseau des Vertes est protégé par l'installation d'une nouvelle porte.
L'ensemble formé par l'aven du Mont Marcou (sol et sous-sol) est classé par arrêté le parmi les sites du département de l'Hérault. À ce titre, il est protégé par la loi, par l'arrêté publié au Journal officiel le 25 février 2009.
Classement[modifier | modifier le code]
En 1999, un dossier de 18 sites et 24 grottes à concrétions du sud de la France est proposé pour une inscription sur la liste indicative du patrimoine mondial naturel, antichambre de la liste du patrimoine mondial[16],[17]. En , un avis défavorable est émis par l'union internationale pour la conservation de la nature (UICN). Fin 2005, l'État français pense représenter une demande d'inscription. En 2007, le projet est retiré et l'association de valorisation des cavités Françaises à concrétions (AVCFC) regroupant 23 cavités du sud de la France est créée [18].
Bibliographie[modifier | modifier le code]
- Laurès, Maurice (1949) – Camp spéléologique dans la région de Saint-Gervais-sur-Mare (Hérault). Annales de spéléologie, n° 3, pp. 135–142.
- Bou, Claude (1970) – Le grand aven du Mont Marcou. Spelunca, n° 3, pp. 135–142.
- Association Mont Marcou (2005) – Grand nettoyage. Spéléoscope, n° 26, pp. 16–19.
- Association Mont Marcou (2012) – L'association Mont Marcou : protection, valorisation et étude du grand aven, Saint-Geniès-de-Varensal (Hérault). Spelunca, n° 126, pp. 15–18.
- Salmon, Jean-Michel (2013) – Hérault, jonction des avens du Mont Marcou n° 1 et n° 2. Quand le rêve devient réalité... Spéléo Magazine, n° 83, pp. 14–19.
- Association Mont Marcou, « Grand Aven du Mont-Marcou : les vertes », Spéléo, Corenc, Spéléo magazine, nos 97-98, , p. 64–67 (ISSN 1629-1573).
Notes et références[modifier | modifier le code]
Notes[modifier | modifier le code]
- En spéléologie, le développement connu et topographié correspond à la longueur cumulée de toutes les galeries interconnectées déjà explorées et topographiées qui constituent le réseau souterrain connu.
- En spéléologie, les mesures de dénivellation négatives ou positives se définissent par rapport à un point de référence qui est l'entrée connue du réseau la plus élevée en altitude.
Références[modifier | modifier le code]
- Vlieghe, M., Rochez, G., Pire-Stevenne, S., Storme, J.-Y., Dekoninck, A., Vanbrabant, Y., Namur, O., Zhang, Y., Van Ham-Meert, A., Donnadieu, J.-P., Berbigé, M., Hasbroucq, J.-L., Yans, J., « Occurrence de népouite dans les spéléothèmes verts du Grand Aven du Mont Marcou (Hérault, France). p. 12, in: Journées 2022 de Spéléologie Scientifique organisées par le Centre Belge d'Études Karstologiques (CBEK), groupe de Contact du FNRS, le samedi 19 novembre 2022 à Han-sur-Lesse (Belgique) », sur JSS 2022, (consulté le )
- (en) Martin Vlieghe, Gaëtan Rochez, Stéphane Pire-Stevenne, Jean-Yves Storme, Augustin Dekoninck, Yves Vanbrabant, Olivier Namur, Yishen Zhang, Alicia Van Ham-Meert, Jean-Pierre Donnadieu, Michel Berbigé, Jean-Luc Hasbroucq et Johan Yans (trad. La népouite, un minéral riche en Ni, explique la couleur verte exceptionnelle des stalactites), « Ni-rich mineral nepouite explains the exceptional green color of speleothems », Scientific Reports, vol. 13, no 1, , p. 15017 (ISSN 2045-2322, PMID 37699915, PMCID 10497518, DOI 10.1038/s41598-023-41977-7)
- Bigot, Jean-Yves, « Spéléométrie de la France. Cavités classées par département, par dénivellation et développement. », Spelunca Mémoires n° 27, , p. 160 (ISSN 0249-0544).
- Association Mont Marcou, « L’association Mont Marcou – Protection, valorisation et étude du Grand aven », Spelunca, no 126, , p. 15–18 (lire en ligne, consulté le ).
- (en) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols, The Handbook of Mineralogy : Silica, Silicates, vol. II, Mineral Data Publishing, 1995 (réimprimé en 2003) (lire en ligne)
- Association Mont Marcou, « Le grand aven du Mont Marcou, gouffre mythique en Languedoc. », sur associationmontmarcou.fr (consulté le )
- Martin Vlieghe et Augustin Dekoninck, « Verts de terre ? Nickel ! », FNRS.news : Quand la recherche fait savoir, Fonds de la Recherche Scientifique – FNRS, vol. 130, , p. 14 (lire en ligne, consulté le )
- Anushka Upamali Rajapaksha, Meththika Vithanage, Christopher Oze, W.M.A.T. Bandara et R. Weerasooriya, « Nickel and manganese release in serpentine soil from the Ussangoda Ultramafic Complex, Sri Lanka », Geoderma, vol. 189-190, , p. 1–9 (ISSN 0016-7061, DOI 10.1016/j.geoderma.2012.04.019, lire en ligne)
- Laurent Charlet et Alain Manceau, « Evidence for the neoformation of clays upon sorption of Co(II) and Ni(II) on silicates », Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 58, no 11, , p. 2577–2582 (ISSN 0016-7037, DOI 10.1016/0016-7037(94)90034-5, lire en ligne)
- Tiziana Missana, Miguel García-Gutiérrez, Ursula Alonso et Oscar Almendros-Ginestá, « Nickel retention by calcium silicate hydrate phases: Evaluation of the role of the Ca/Si ratio on adsorption and precipitation processes », Applied Geochemistry, vol. 137, , p. 105197 (ISSN 0883-2927, DOI 10.1016/j.apgeochem.2022.105197, lire en ligne)
- Bou, Claude (1970) – Le grand aven du Mont Marcou. Spelunca, n° 3, pp. 135–142.
- Laurès, Maurice (1949) – Camp spéléologique dans la région de Saint-Gervais-sur-Mare (Hérault). Annales de spéléologie, n° 3, pp. 135–142.
- Salmon, Jean-Michel (2013) – Hérault, jonction des avens du Mont Marcou n° 1 et n° 2. Quand le rêve devient réalité... Spéléo Magazine, n° 83, pp. 14–19.
- « Et si Marcou m'était conté », sur le site perso de Fred Boutier (consulté le )
- Association Mont Marcou (2005) – Grand nettoyage. Spéléoscope, n° 26, pp. 16–19.
- UICN – Union mondiale pour la nature, « Évaluation UICN des propositions d’inscription de sites naturels et mixtes sur la Liste du patrimoine mondial », sur whc.unesco.org, (consulté le ).
- « Ensemble de grottes à concrétions du Sud de la France », sur whc.unesco.org (consulté le ).
- Roger Parzybut, « Une candidature pour figurer au patrimoine mondial de l'humanité – Un projet ambitieux. », Spéléo, Corenc, Spéléo magazine, nos 97-98, (ISSN 1629-1573).
Voir aussi[modifier | modifier le code]
Articles connexes[modifier | modifier le code]
- Grotte Bleue, aux aragonites colorées par les ions Cu2+
- Liste de grottes
- Liste des cavités naturelles les plus longues de l'Hérault
- Liste des cavités naturelles les plus profondes de l'Hérault
- Spéléologie en France
Liens externes[modifier | modifier le code]
- (fr) « Le grand aven du Mont Marcou, gouffre mythique en Languedoc. », sur Association Mont Marcou (consulté le )
- (fr) « Les aragonites et les excentriques colorés de l'aven du Mont Marcou (Hérault) et l'aven des Crozes (Hérault) », sur Planet Terre. ENS de Lyon (consulté le )
- (fr) « L'aven du Mont Marcou », sur F. Boutier (consulté le )
- (fr) « Le grand aven du Mont Marcou », sur Association de valorisation des cavités françaises à concrétions (consulté le )
- (fr) « Aven 1 et 2 du Mont Marcou », sur Spéléo-club de Montpellier (consulté le )
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