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Karsts et évolutions climatiques

 | 
Jean-Noël Salomon
, 
Richard Maire

Karsts mediterranéens

Retour dans les Abruzzes

Apennin Central, Italie

Jean Demangeot

Résumé

L’Auteur compare le résultat de ses recherches de 1965 avec les résultats obtenus plus récemment. Beaucoup de conclusions se trouvent confirmées, mais il apparaît qu’il s’était trompé sur l’inhibition de la karstification par la néotectonique. Le tunnel routier creusé sous le Gran Sasso a vidé le karst profond d’une bonne partie de son eau.

The Author tries to compare the results he got in 1965 studying the geomorphology of the Abruzzi, with more recent studies. Many conclusions are still valid, but it was not understood that karstification is easier when helped by neotectonics. The road tunnel recently dug under the Gran Sasso has unfortunately exhausted the deep water reserves of the massive.

Texte intégral

INTRODUCTION

1Les Abruzzes adriatiques sont le principal ensemble montagneux de l’Italie centrale. Elles sont essentiellement constituées de plateaux calcaires entre 800 et 1 500 m d’altitude, flanqués au nord-est, face à l’Adriatique, de la chaîne culminante du Gran Sasso (2912 m au Corno Grande), et au sud-ouest de bassins tectoniques, les “conques” d’Aquila à Sulmona, qui recueillent l’essentiel des eaux karstiques. Le climat est méso-méditerranéen de montagne ; la neige au sol dure environ 100 jours par an à 2000 m.

  • 1 DEMANGEOT J., 1965.
  • 2 RAFFY J., 1983.

2Ces Abruzzes adriatiques ont fait l’objet d’une thèse de géomorphologie soutenue en 19651 Mais depuis ont été effectuées les recherches de Mle J. RAFFY sur la partie tyrrhénienne des Abruzzes2 et diverses études de détail : il n'est donc pas inutile, trente ans après la première thèse, de faire le point.

STRUCTURE DU GRAN SASSO

  • 3 Ce double tunnel routier unit en une dizaine de km, d’Assergi à S. Nicola, les deux versants du Gra (...)

3Les conceptions anciennes sur la structure de la chaîne du Gran Sasso ont été considérablement améliorées, voire bouleversées, par les sondages géophysiques et les observations géologiques qui ont précédé, puis accompagné, le creusement du tunnel du Gran Sasso de 1969 à 19803 Le Gran Sasso n’est pas un simple pli chevauchant : il est à l’avant d’un authentique charriage des masses dolomitico-calcaires sur la molasse adriatique. Deux gigantesques failles, plus récentes, dédoublent en fait ce front charrié (fig. 1). La faille arrière, celle de Fonte Fredda (30 km de long probablement, 500 m de rejet) sépare la chaîne arrière (P. CEFALONE) des hauts plateaux aquilaniens ; ses multiples rejeux ont broyé la roche sur une trentaine de mètres d’épaisseur. La faille avant (même longueur ? Mais 1800 m de rejet...) dirige le fossé du Campo Imperatore et relève la chaîne frontale (Como Grande) : elle est également mylonitisée (photo. 1). Nous reviendrons sur l’importance hydrogéologique de ces mylonites.

Figure 1 : Coupe transversale de la chaîne du Gran Sasso. Le massif est constitué de dolomies du Trias et de calcaires dolomitiques compacts du Lias inférieur (5), surmontés de calcaires divers, avec silex, du Lias moyen au Miocène inférieur (4) et de calcaires détritiques du Miocène moyen (3), charriés du côté adriatique sur la molasse pontienne (2). Phi : plan de charriage. L'ensemble est fortement fracturé (failles F) ou mylonitisé (croix M). S, emplacement des sondages. Le Campo Imperatore est bourré de brèches et de moraines (1). Le tunnel est schématisé, (d'après P. G. Calatano, in ANAS-COGEFAR).

  • 4 DEMANGEOT J., 1965, p. 208.
  • 5 DEMANGEOT J., 1965, fig. 31 et 73.

4Se pose, ensuite, le problème des surfaces d’érosion sommitales. Les faits sont unanimement reconnus : le sommet des blocs faillés (qui constituent l’essentiel des Abruzzes) est biseauté par une surface topographique ancienne, mais une surface légèrement vallonnée et non une surface d’aplanissement pour démonstration au “tableau noir”. C’est au stade des définitions que les auteurs divergent. Pour J. DEMANGEOT4 cette vieille topographie, mûre et émoussée, mérite de s’appeler surface d’érosion (et elle serait probablement d’âge pontien). Pour J. RAFFY5 elle ne le mérite pas. C’est donc affaire de terminologie.

  • 6 Les gorges de S. Venanzio, de la Majella, de la Montagna dei Fiori, in DEMANGEOT J., 1965 ; gorge d (...)

5La divergence des auteurs à propos de la surface des fonds de couloir est plus sérieuse car elle concerne la réalité même des formes en question. La molasse pontienne, pincée et plissotée par la pression des blocs calcaires faillés donne lieu à une topographie collinaire, confuse mais d’altitudes subégales. Pour J. DEMANGEOT (1965), cette topographie est dérivée d’une surface d’érosion, villafranchienne puisque raccordable au sommet du Calabrien. Pour J. RAFFY, cette surface n’a jamais existé. Or on peut objecter, en l’absence de lambeaux de surface incontestables, que l’érosion villafranchienne, qui était capable d’élargir en U la base des vallées en plein calcaire6 pouvait tout aussi bien aplanir la molasse. La question reste ouverte.

  • 7 par exemple chap. III. in DEMANGEOT J.,1965.

6En revanche, les observations sont concordantes sur l’importance et, mieux encore, la chronologie de la néotectonique. Objet de scandale (ou presque...) il y a un demi-siècle, la tectonique quaternaire est devenue une évidence de nos jours, du moins sur les bords de la Méditerranée7 Dans les Abruzzes, l’accord entre J. DEMANGEOT et J. RAFFY est incontestable : une phase fini-villafranchienne, une phase fini-rissienne, une phase post-würmienne. A quoi J. RAFFY ajoute une phase mindélienne dans les Abruzzes tyrrhéniennes. Cela donne confiance.

Photo. 1 : La chaîne centrale du Gran Sasso (2 500 m) en été. Vue prise du Campo Imperatore vers 1 700 m, en direction du nord. Formes déchiquetées dans les mylonites. Les collines arrondies, au pied du versant, à droite, sont faites de brèches dont certaines sont des grèzes (probablement rissiennes puisque antérieures au matériel morainique würmien du premier plan). Le vent qui soufflait de l’Adriatique dressait ce jour là un mur de foehn sur la crête, (cliché J.D.).

Photo 2 : Grèze pré-würmienne, vers 1 900 m d’altitude. C’est l’une des grèzes signalées dans la légende précédente. Bien cimentée, jaunâtre, déconnectée du versant par une faille, vue d’amont. Le Campo Imperatore au fond, en haut, à droite, (cliché J.D.).

  • 8 DEMANGEOT J., 1965, p. 198-207, fig. 50. L’auteur ne se consolera jamais d’être passé près de la su (...)
  • 9 La mobilité, chap. I-IV, fig. 16 à 18, in DEMANGEOT J., 1965.
  • 10 La mobilité, chap IX, fig., in DEMANGEOT J., 1965.

7Or c’est cette tectonique qui est responsable des très nombreux reliefs de faille qui accidentent les Abruzzes, et spécialement le Gran Sasso. On a essayé, en 1965, de dresser une typologie de ces versants faillés8 : elle a été reprise, et on a fait beaucoup mieux depuis, notamment en Italie du Sud et en Grèce9. Naturellement les rejeux de failles actuels s’accompagnent de secousses sismiques et rien n’est venu contredire l’étude séismotectonique que nous avions faite en 1965. Inversement on n’a rien dit à cette époque des formes très spéciales de la topographie sismique. Peut-être y en a-t-il peu dans les Abruzzes orientales ? On a décrit, certes, la “ligne des miroirs frais” (on dirait aujourd’hui les “scarplets”) due aux rejeux actuels, mais sans plus. Or on a fait ailleurs, depuis, de remarquables progrès dans ce domaine10 En revanche, la liaison entre la forte tectonique villafranchienne et l’épandage lointain des megabrèches, par effet de table vibrante, n’a inspiré aucune étude ultérieure : le thème est pourtant riche de possibilités.

PALEOCLIMATS ET KARSTIFICATIONS

8Y a t-il du nouveau dans le domaine des paléoclimats ? Apparemment non. La détermination des climats quaternaires se heurte, dans les Abruzzes, d’une part à la rareté des dépôts paléontologiquement datés, d’autre part au fait que les brèches tectoniques fournissent des débris à angles vifs, que l'on ne peut évidemment pas interpréter, sauf exception, comme des preuves de froid. La glaciation würmienne est hors cause puiqu’elle a laissé des cirques, quelques auges, et surtout des moraines. La glaciation rissienne est plus que probable. On en veut pour indice :

  1. le plateau morainique des Prati di Tivo dans lequel est encaissée, 200 m plus bas, la moraine würmienne de Pietracamela ;

  2. le lacustre froid de Valle Giumentina au pied de la Majella (couches 32 et 43), approximativement daté du Riss puisqu’il contient de l’industrie clactonienne en place ;

  3. la grèze jaunâtre du Campo Imperatore, préwürmienne sans plus.

9Donc un faisceau de présomptions raisonnables. Le froid mindélien est également probable : il serait responsable de la brèche périglaciaire rougeâtre no4 et 8, scellée par un ferretto, du gisement de Valle Giumentina (photo 4).

  • 11 DEMANGEOT J., 1965, p. 213.
  • 12 FREGONESE (malheureusement toutes les prévisions de 1965, notamment celles du tableau 50, n’ont pas (...)

10On comprend, dans ces conditions, que nous ne puissions étendre au Gran Sasso et ses environs la conclusion de J. RAFFY11 selon laquelle l’Italie centrale n’a connu que des climats forestiers au Quaternaire, à basse altitude, sauf au Würmien. Il ne faut pas s’étonner : l’Abruzzes adriatique avait un climat plus continental, et montagnard de surcroît. Elle a donc connu au Quaternaire plus d’instabilité climatique. Si le Mindel était froid, par exemple, le Mindel-Riss était tiède-chaud ainsi qu’on l’avait prévu en 1965 et que la palynologie l’a confirmé ultérieurement12.

  • 13 LUCREZI.
  • 14 DEMANGEOT J., 1965, p.229.

11Constitué de calcaires variés, exposé aux agents athmosphériques depuis le Pontien, le massif du Gran Sasso a évidemment été soumis à la dissolution karstique. Mais cette karstification est un peu moins avancée que celle des Abruzzes tyrrhéniennes : les Abruzzes adriatiques sont plus sèches, et elles ne doivent leurs altitudes et leurs neiges qu’à l’orogénie plio-quaternaire. C’est pourquoi, on ne doit trouver en profondeur qu’un karst de fissures : les cavernes véritables sont rares, et la plus grande connue, la grotte Amale, n’a que 470 m de longueur13 Un indice de cette jeunesse karstique nous est fourni par le débit de la grosse résurgence du Capo Pescara (8 m3/s), qui ne varie au cours de l’année que de 1 à 1,2 (Fontaine de Vaucluse : de 1 à 2,9). En 1965, on avait cru pouvoir expliquer le caractère diffus de cette circulation en invoquant, en plus de la jeunesse, la fréquence des saccades tectoniques qui, logiquement, devraient sectionner les conduits et les encombrer de débris14 C’était, d’un avis unanime, une erreur. Il faut donc en prendre acte.

  • 15 DEMANGEOT J., 1963.
  • 16 En Nouvelle-Guinée, au Moyen Atlas, à Madagascar, etc. Voir “Karst et Volcanisme”, trav. UA 903 du (...)
  • 17 “Karst et Volcanisme”, UA 903 du CNRS.

12Inversement l’idée selon laquelle les manifestations volcaniques peuvent faciliter la karstification15 a rencontré un accueil favorable. Elle était fondée sur le meilleur développement du karst sur le versant tyrrhénien, proche des volcans latiaux, que la centre et l’est de la péninsule, compte tenu — si possible — des autres facteurs. Mais ce n’était qu’une hypothèse, et qui appelait vérification. Or, depuis, si les observations de terrain sont concordantes16 les preuves expérimentales font encore défaut. Une tentative a été faite sur des analyses d’eau ayant percolé dans les tephra17, elle est prometteuse mais encore insuffisante. Ces considérations, d’ailleurs, restent générales : les aspersions quaternaires de minéraux volcaniques sur les sols du Gran Sasso, fort légères, ne semblent pas avoir joué un rôle dans la karstification.

Photo 3 : Effet de néotectonique au Campo Pericoli (SW du Corno Grande vers 2 400 m). Cette fissure fraîche, encombrée de gélifracts, est récente puisque ouverte au fond d’un cirque moutonné incontestablement würmien. Ces mouvements post-glaciaires sont confirmés par les recherches en cours (JAURAND, 1992). (cliché J.D.)

Photo 4 : Un indice de froid “mindélien”. Couche no 4 du gisement de Valle Giumentina, au pied de la Majella, vers 680 m d altitude. Brèche de versant à matrice rougeâtre mal cimentée, évidemment cryoturbée. Son âge est probablement mindélien. En effet, elle est scellée par une cuirasse de ferretto (14 % d'oxydes ferriques) présumé Mindel-Riss, elle-même fossilisée sous du lacustre rissien (sables éolisés, industrie clactonienne). Le gros caillou plat, en bas, mesure environ 20 cm. (cliché J.D.).

DISSOLUTION, TRAVERTINS ET HYDROLOGIE

13Les Abruzzes sont un massif montagneux sans piémont. Elles ont, certes, produit beaucoup de débris, entre autre par l’action du gel sur les roches broyées, mais elles en ont très peu exportés. Cela s’explique par la relative faiblesse de débits fluviatiles exportateurs, par le piégeage des cailloux tout de même entraînés dans les conques qui, de Rieti à Sulmona, ont fonctionné comme autant de bassins de décantation ; enfin par le rôle non négligeable de la dissolution karstique qui a fait fondre beaucoup de débris calcaires.

14Or le sédiment corrélatif de la dissolution karstique, c’est le dépôt travertineux. De fait, les Abruzzes sont entourées par toute une collerette de travertins qui, fait notable, ne reposent presque jamais sur le calcaire, mais sur le flysch côté tyrrhénien et sur la molasse côté adriatique. Plus résistantes que leur support, ces galettes de travertins ont presque toujours évolué en plateaux et en buttes témoins, perchés à toutes altitudes.

  • 18 DEMANGEOT J., 1965, p. 194-195.
  • 19 Le mérite de cette observation revient à J. RAFFY.
  • 20 RAFFY J., 1983, p. 114-117.
  • 21 adresse : CSEQ, CP 111, 64 100, Teramo, Italie.
  • 22 ANAS-SOGEFAR.

15En 1965 on avait distingué18 les travertins de climat tiède, les travertins hydrothermaux et les travertins de rupture de pente, les deux derniers types étant dépourvus de signification paléoclimatique. Or, si l’on admet que les éruptions volcaniques dégagent du gaz carbonique, il faut ajouter une quatrième catégorie à cette typologie, celle des travertins para-volcaniques, donc contemporains des éruptions latiales19 La chronologie des travertins doit donc être établie au coup par coup : elle s’échelonne du Villafranchien au post-Würm dans les Abruzzes tyrrhéniennes20 et l’on peut certainement l’extrapoler au pourtour du Gran Sasso. Ces dépôts, riches en mollusques et en pollens, sont actuellement l’objet d’études très prometteuses par le Centre d’Ecologie Quaternaire de Teramo21 Le travertin de Civitelle del Tronto, par exemple, qu’on avait daté de - 4000 ans BP, à vue de nez, en 1965, date en réalité de plus de 450 000 ans22.

  • 23 Prévisions d’utilisation de cette eau in VOLPE, Omaggio.

16Mais le percement du tunnel du Gran Sasso, achevé il y a une douzaine d’années, nous a fourni des précisions extrêmement intéressantes sur les eaux souterraines du karst. En effet, ce tunnel a perforé par deux fois les failles maîtresses mylonitisées du massif23 Or, elles sont fort épaisses et gorgées d’eau, au point de rendre les travaux très dangereux. La première, au kilomètre 2 (compté à partir de l’entrée d’Assergi), est la faille de Fonde Fredda (fig. 1) : épaisseur de la mylonite, 30 m ; débit des venues d’eau, plusieurs centaines de 1/s, chargées de sables mylonitiques (diamètre 0,05 à 2 mm) extrêmement abondants ; pression de l’eau, jusqu’à 18 atmosphères. La seconde au km 5, la faille du Campo Imperatore : épaisseur de la mylonite 20 m ; débit des venues d’eau, moins de 20 1/s ; pression de l’eau, juqu’à 60 atmosphères !

  • 24 ADAMOLI.

17Au total, ce tunnel (ce double-tunnel) draine actuellement 1,2 m3/s, qui sont évacués vers les deux sorties et utilisés pour les besoins locaux24. Du coup, toute l’hydrologie souterraine du massif est bouleversée. La surface piézométrique, qui était initialement à 1600 m d’altitude, se trouve abaissée au niveau du tunnel, c’est-à-dire à 1000 m ; le Campo Imperatore est encore plus sec qu’avant ; et, conséquence grave pour les communes, le débit des résurgences périphériques (Pescara, etc...) a chuté de 10 à 20 %24 Ajoutons qu’il ne serait pas impossible que la vidange des mylonites aggrave les secousses du prochain séisme... L’incontestable progrès que représente le percement de ce tunnel pour les provinces adjacentes n’est donc pas sans contrepartie.

CONCLUSION

18Ce “retour au Gran Sasso “, montagne méditerranéenne élevée, karstique, frémissante, n’aura peut-être pas été inutile dans la mesure où il aura rappelé ce qui était déjà objectivement acquis il y a une trentaine d’années ou presque, ce qui ne l’était pas, et ce que l’on a appris depuis. Tant il est vrai que la connaissance géographique résulte nécessairement d’une perpétuelle remise en cause.

19Addendum : Les recherches de E. JAURAND (Les moraines faillées du Gran Sasso d'Halia, Bull. no 44 de l'Associtation Française de Géographe Physique, avril 1992) établissent que le conglomérat de Pietracamela n'est pas morainique (ce qui infirme mes déductions et qu'une tectonique post-würmienne a affecté le massif du Gran Sasso (ce qui confirme mon interprétation, figure 3).

Bibliographie

BIBLIOGRAPHIE

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Notes

1 DEMANGEOT J., 1965.

2 RAFFY J., 1983.

3 Ce double tunnel routier unit en une dizaine de km, d’Assergi à S. Nicola, les deux versants du Gran Sasso, à l’altitude de 1000 m environ. Il raccourcit considérablement le trajet de la Tyrrhénienne à l'Adriatique. Voir ANAS-SOGEFAR.

4 DEMANGEOT J., 1965, p. 208.

5 DEMANGEOT J., 1965, fig. 31 et 73.

6 Les gorges de S. Venanzio, de la Majella, de la Montagna dei Fiori, in DEMANGEOT J., 1965 ; gorge de Cantalice, id. p. 134.

7 par exemple chap. III. in DEMANGEOT J.,1965.

8 DEMANGEOT J., 1965, p. 198-207, fig. 50. L’auteur ne se consolera jamais d’être passé près de la superbe faille de Balsorano, 30 à 50 m de rejet, signalée par RAFFY J., et de ne pas l’avoir vue...

9 La mobilité, chap. I-IV, fig. 16 à 18, in DEMANGEOT J., 1965.

10 La mobilité, chap IX, fig., in DEMANGEOT J., 1965.

11 DEMANGEOT J., 1965, p. 213.

12 FREGONESE (malheureusement toutes les prévisions de 1965, notamment celles du tableau 50, n’ont pas eu autant de bonheur...). Cette même note de Fregonese confirme, grâce à un travertin “daté” par les pollens, que le Mindel-Riss esr riche en fer, comme en Italie du nord. C’est un repère commode.

13 LUCREZI.

14 DEMANGEOT J., 1965, p.229.

15 DEMANGEOT J., 1963.

16 En Nouvelle-Guinée, au Moyen Atlas, à Madagascar, etc. Voir “Karst et Volcanisme”, trav. UA 903 du CNRS, Aix-en-Provence.

17 “Karst et Volcanisme”, UA 903 du CNRS.

18 DEMANGEOT J., 1965, p. 194-195.

19 Le mérite de cette observation revient à J. RAFFY.

20 RAFFY J., 1983, p. 114-117.

21 adresse : CSEQ, CP 111, 64 100, Teramo, Italie.

22 ANAS-SOGEFAR.

23 Prévisions d’utilisation de cette eau in VOLPE, Omaggio.

24 ADAMOLI.

Table des illustrations

Légende Figure 1 : Coupe transversale de la chaîne du Gran Sasso. Le massif est constitué de dolomies du Trias et de calcaires dolomitiques compacts du Lias inférieur (5), surmontés de calcaires divers, avec silex, du Lias moyen au Miocène inférieur (4) et de calcaires détritiques du Miocène moyen (3), charriés du côté adriatique sur la molasse pontienne (2). Phi : plan de charriage. L'ensemble est fortement fracturé (failles F) ou mylonitisé (croix M). S, emplacement des sondages. Le Campo Imperatore est bourré de brèches et de moraines (1). Le tunnel est schématisé, (d'après P. G. Calatano, in ANAS-COGEFAR).
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Légende Photo. 1 : La chaîne centrale du Gran Sasso (2 500 m) en été. Vue prise du Campo Imperatore vers 1 700 m, en direction du nord. Formes déchiquetées dans les mylonites. Les collines arrondies, au pied du versant, à droite, sont faites de brèches dont certaines sont des grèzes (probablement rissiennes puisque antérieures au matériel morainique würmien du premier plan). Le vent qui soufflait de l’Adriatique dressait ce jour là un mur de foehn sur la crête, (cliché J.D.).
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Légende Photo 2 : Grèze pré-würmienne, vers 1 900 m d’altitude. C’est l’une des grèzes signalées dans la légende précédente. Bien cimentée, jaunâtre, déconnectée du versant par une faille, vue d’amont. Le Campo Imperatore au fond, en haut, à droite, (cliché J.D.).
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Légende Photo 3 : Effet de néotectonique au Campo Pericoli (SW du Corno Grande vers 2 400 m). Cette fissure fraîche, encombrée de gélifracts, est récente puisque ouverte au fond d’un cirque moutonné incontestablement würmien. Ces mouvements post-glaciaires sont confirmés par les recherches en cours (JAURAND, 1992). (cliché J.D.)
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Légende Photo 4 : Un indice de froid “mindélien”. Couche no 4 du gisement de Valle Giumentina, au pied de la Majella, vers 680 m d altitude. Brèche de versant à matrice rougeâtre mal cimentée, évidemment cryoturbée. Son âge est probablement mindélien. En effet, elle est scellée par une cuirasse de ferretto (14 % d'oxydes ferriques) présumé Mindel-Riss, elle-même fossilisée sous du lacustre rissien (sables éolisés, industrie clactonienne). Le gros caillou plat, en bas, mesure environ 20 cm. (cliché J.D.).
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Auteur

Professeur émérite à l’Université de Paris X – Nanterre 6, rue de Chézy, 92200 - Neuilly-sur-Seine (Fr.)

© Presses Universitaires de Bordeaux, 1992

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