Une colonne correspond à la jonction d’une stalagmite et d’une stalactite. La vitesse de jointure varie selon différents paramètres.
L’eau de pluie atterrit sur le sol forestier, qui est remplit de matière organique, et donc de CO2. Elle se charge en CO2 et devient acide, en formant de l’acide carbonique H2CO3, qui s’anionise en 2HCO3-. L’eau acide dissout le calcaire, elle percole, en prenant des éléments de calcium Ca2+ issus de la roche. Il y a formation de CaCO3 (dissout). En arrivant dans une cavité, les gradients de pression, d’humidité, de température et de pCO2 font que le CO2 s’échappe (eau plus chargée en CO2 que ce qu’il y a dans la grotte). La goutte d’eau devient sursaturée en CaCO3, et celui-ci précipite, formant la calcite. On parle de spéléothème, pour toute formation de calcite se retrouvant dans une cavité karstique naturelle.
Dans le cas des colonnes, il y a formation d’une stalactite, et d’une stalagmite :
Une stalactite : du grec stalaktos = "goutte à goutte". En général, fistuleuse (voir https://www.geodiversite.net/media5042) pouvant se boucher. L’eau ruisselant sur la paroi du spéléothème forme une goutte à l’extrémité, généralement d’un débit<1goutte/s. Comme dit ci-dessus, le débit peut être très lent, ou bien d’autres facteurs de ralentissement ou d’accélération de la précipitation de la calcite peuvent entrer en jeu. Cette dernière peut alors précipiter sur les rebords de la fistuleuse bouchée, la faisant croître en épaisseur. Cela est un exemple de formation de stalactite dit monocristalline ; il existe d’autres processus de formation.
Une stalagmite : vient du goutte à goutte de la voûte. Dans le cas où le débit est relativement lent par exemple, le CO2 présent dans la goutte à le temps de s’évaporer, le CaCO3 commence à précipiter. Si, lorsque la goutte finit par tomber, il reste du CaCO3 en solution, alors ce dernier peut précipiter quand l’eau (devenir basique) arrive au sol, formant ainsi un début de stalagmite. Dans le cas où tout le carbonate de calcium a précipité au niveau du stalactite, l’eau qui tombe arrive au sol, et il ne peut pas y avoir de précipitation. Certaines stalagmites sont creusées : peut-être qu’il restait du CO2 (gaz carbonique, acide) dans l’eau.
En général (dans le cas des stalactites monocristallines), on reconnaît une coupe de stalactite à la présence d’un "trou", anciennement fistuleuse, tandis qu’une stalagmite va être massive.
Sur la photo, nous observons la fistuleuse d’origine, depuis laquelle l’eau a ruisselé préférentiellement d’un côté, lentement, formant une draperie. Des couches plus ou moins opaques y sont présentes, ce qui peut être dû à des arrêts longs et reprises du débit d’eau. Il y a jonction avec la stalagmite, donc colonne.
D’après :
– Gilli.E (2011) - Karstologie, p.84, Dunod
– La Grotte du Grand Roc, forêt minérale de la vallée de la Vézère, ed SE
– Informations complémentaires sur les stalactites : Andrieux, (1962) : Étude cristallographique des édifices stalactitiques : https://www.persee.fr/doc/bulmi_0037-9328_1962_num_85_1_5540
– Informations complémentaires sur les stalagmites : Szymczak, Ladd, Lipar, Pekarovič, (2025) : Shapes of ideal stalagmites : https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2513263122
La colonne fait environ 10cm de haut
Localisation : Le Grand Roc
Photo publiée avec autorisation de l’organisme gérant de la grotte.