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Karsts et évolutions climatiques

 | 
Jean-Noël Salomon
, 
Richard Maire

Paléokarsts et géomorphologie

Le karst de Bohême au Tertiaire

Pavel Bosak, Vaclav Cilek et Jaroslava Tipkova
Traduction de Jean-Noël Salomon

Résumé

L’évolution du karst et du paysage bohémien (Bohême Centrale, Tchécos-lovaquie) est le résultat de processus longs et complexes ayant commencé bien avant le Crétacé supérieur. Seule la succession de processus et d’événements post-crétacés a contribué de façon importante à la situation géomorphologique actuelle. Le développement du relief et du karst au Paléogène et au Néogène a suivi l’évolution pré-cénomanienne ; il est à l’origine d’une large plaine alluviale à cours anastomosés avec des cavités karstiques irrégulières situées au-dessous du niveau de base actuel, en zone noyée, avec des mécanismes de corrosion par mélange des eaux.

The evolution of karst and landscape of the Bohemian Karst (central Bohemia, Czechoslovakia) represents complicated and prolonged processes starting long before upper Cretaceous time. Only postCretaceous succession of processes and events contributed substantially to the actual state of geomorphology. Paleogene and neogene karst and relief development followed precenomanian evolution having some identifical features, namely formation of broad alluvial plain or braidplain with origin of irregular karst cavities below present base level in phreatic domain with mixing corrosion mechanism.

Texte intégral

INTRODUCTION

1Ce travail est une introduction à la recherche sur le relief et l’évolution du karst de Bohême. Il pose certaines questions à partir des derniers résultats des recherches effectuées sur les karsts et paléokarsts : analyses minéralogiques de multiples échantillons de remplissages karstiques et de croûtes d’altération. Ces résultats sont fondés essentiellement sur l’étude de la proche région de Prague, sur celle de Koneprusy dans l’angle SW du karst bohémien, ainsi que sur celle de secteurs non-karstiques voisins. La fin du Cénozoïque (Pliocène et Pléistocène) n’est pas mentionnée ; elle est représentée par une succession compliquée de processus et de dépôts qui sont actuellement étudiés dans le cadre du Projet de l’IGCP : “Pléistocène terminal”.

2Le karst de Bohême est constitué par le centre allongé du Barrandien, c’est-à-dire par une partie du bassin paléozoïque de Prague (HAVLICEK, 1981), qui s’étend depuis Prague au NE jusqu’à Zdice au SW. Il s’agit d’un puzzle complexe de calcaires, schistes et roches volcaniques du Silurien et du Dévonien, à la fois plissé et faillé. Les calcaires (du Pridolien à l’Eifelien) forment les parties centrales des synclinaux et synclinoriums. Leurs apparitions sont discontinues au sens régional ; ils forment le plus souvent des blocs isolés dans la structure.

3L’évolution des formes karstiques a été étudiée depuis que les premières découvertes de fossiles dans les remplissages karstiques ont été connues (cf. résumé de HOENING, 1909 a, b). Leur développement a été mis en relation avec l’évolution de la vallée et les systèmes de terrasses de la principale rivière de la région, la Berounka, et ses affluents (HROMAS, 1968). Ce n’est que dans les dernières années de 1970 que des recherches minéralogiques et géochimiques détaillées sur les concrétions (LYSENKO & SLACIK, 1984) et d’autres sur les paléo-vertébrés (HORACEK, 1980) ont apporté une vision nouvelle ; cette dernière prend également en compte les mouvements tectoniques du Mio/Pliocène supérieur et du Pléistocène ancien, ce qui a permis de recaler l’ancien “niveau des cavités” du Tertiaire considéré comme uniforme (BOSAK, 1985 ; BOSAK, HORACEK & PANOS, 1989).

I. GEOMORPHOLOGIE

4Le secteur NE du karst de Bohême est formé par une plaine alluviale fossile plate, le “Plateau de Trebotov”, vers 340-400 m d’altitude. Le niveau de base local actuel est situé vers 200 m. Le secteur SW du karst est constitué par des lambeaux de cette plaine et des reliefs isolés, souvent des monadnocks, dont les sommets (400-500 m) forment le Haut Karlstejn. La région est coupée par le cours W-E de la rivière Berounka (module de 36 m3/s). Au cours du Tertiaire, la rivière représentait le principal drain de la Bohême centrale avec probablement des débits notablement plus importants (DEDINA, 1930).

5De nos jours, 180 cavités et avens sont connus, le système le plus long étant celui des grottes de Koneprusy (≈ 2050 m) et le plus profond celui d’Arnoldka (> 110 m). Les phénomènes karstiques sont disséminées sans relation avec un quelconque niveau altitudinal ; ils descendent jusqu’à plusieurs dizaines de mètres au-dessous du niveau de base actuel (LOZEK, 1963 ; VANEK & VCISLOVA, 1979 ; LYSENKO, 1980 ; KLEIN & ZELENKA, 1991).

6Le karst de Bohême représente le secteur-clé (1) pour l’évolution géomorphologique du cœur du Massif Bohémien, mais aussi pour l’évolution au Tertiaire de l’Europe centrale au nord de la molasse alpine, et pour le sud du Bassin de la Mer du Nord et pour le Golfe Aquitanien. Cette opinion découle de plusieurs raisons :

71) Le cœur du massif bohémien était complètement submergé par la mer du Cénomanien jusqu’à la fin du Turonien (Sénonien). Puis son rôle de région d’érosion est attesté pour tout le Cénozoïque (BOSAK & HORACEK, 1981). Les produits d’érosion ont été en partie piégés in situ dans les dépressions karstiques dont l’âge a pu être déterminé par la Paléontologie et rapporté à la fin du Cénomanien et même plus probablement au Crétacé inférieur (BOSAK, 1985).

82) Le karst bohémien est un fragment de la grande surface connue mondialement du Mésozoïque-Paléogène (GERASIMOV & SIDORENKO, 1974 ; BÜDEL, 1977). Ses restes ont été reconnus par exemple dans le système des Carpathes (les parties sommitales des Mts. de Slovenske Rudhorie). Son étendue allait vers le sud (La Forêt bavaroise) et vers l’ouest en direction du Jura souabe au-dessus d’une ligne Fribourg-Vienne, au nord du Danube. Le karst de Bohême a été influencé, de façon très irrégulière, par les mouvements tectoniques liés :

  • à la principale phase volcanique oligomiocène ;

  • à des mouvements plus récents du système de la molasse alpine (ROTH, 1980) ;

  • à une évolution, depuis l’Oligocène ancien jusqu’à nos jours, du fossé rhénan.

93) Le karst bohémien est la seule grande région karstique de Tchécoslovaquie parcourue par une rivière.

II. LES DEBUTS DU MESOZOIQUE

10Le massif bohémien représente la plateforme épi-Varisque caractérisée par un régime continental dominant depuis le Mésozoïque jusqu’à la fin du Crétacé, exceptions faites de l’occurence de mers épicontinentales peu profondes envahissant quelques secteurs régionaux (ELIAS, 1981) du Callovien au Kimméridgien. Les dépôts conservés les plus épais atteignent 52 m (BOSAK, 1987a ; HANZLIKOVA & BOSAK, 1978). En dehors de la Formation de Bohdasim (faciès de type Bundsandstein), datant probablement du Trias inférieur (PROUZA et al., 1985), aucun dépôt terrestre du Trias et du Jurassique n’est connu. On peut supposer qu’une érosion intense a eu lieu pendant cette période pour au moins deux raisons :

  1. des granitoïdes vieux de 280 à 370 Ma, cristallisant à la profondeur de 2 km sous la surface selon la barométrie des feldspaths (PIVEC, 1982), ont formé de grands corps sous la plate-forme du Crétacé supérieur et au niveau de la surface actuelle ;

  2. la mer callovienne a transgressé au-dessus de la haute surface pénéplanée (KOUTEK, 1927) avec des différences altitudinales dues le plus souvent à la tectonique (mouvements cimmériens récents).

Figure 1 : Croquis géographique du karst bohémien. Geographical sketch of the Bohemian Karst.

11C’est pourquoi, pour la période anté-crétacé supérieur, on peut supposer une érosion comprise entre 1,5 et 3 km d’épaisseur le long de Taxe de soulèvement de la chaîne varisque, et de 1 km dans la région permo-carbonifère de Pilsen et dans le bassin central bohémien, notamment dans le secteur du karst de Bohème. Les témoins les plus anciens de ces reliefs en Europe centrale sont très probablement d’âge anté-callovien (PANOS, 1962 ; 1963). Leur extension est limitée à quelques km2 dans le karst de Moravie. Les témoins des surfaces du Crétacé inférieur (BOSAK, 1981) sont plus étendus sous les dépôts cénomaniens, également dans le voisinage de Prague. A partir des renseignements fournis par un réseau dense de forages (ZARUBA, 1946 ; TURNOVEC & PECHOVA, 1980), on sait que le relief présentait des différences d’altitude supérieures à 30 m sur 1 km de distance, avec un niveau relativement uniforme de sommets et de fonds de dépressions. Le réseau hydrographique était probablement quelque peu encaissé.

12La surface pré-cénomanienne était recouverte par des altérations kaoliniques légèrement colorées, parfois rougeâtres et/ou rosées, épaisses, de plus de 33 m dans les environs de Prague (ZARUBA, 1946). L’aspect sablo-kaolinique légèrement coloré représente un critère d’identification important pour la plupart des produits d’altération crétacés. Les produits d’altération d’aspect rouge et latéritique et les agrégats à ciment ferrugineux accompagnent les produits kaoliniques à certains endroits, par exemple sous les dépôts crétacés près de Slivenec dans le karst bohémien (ZELENKA, 1980 ; TURNOVEC & PECHOVA, 1980) ou dans les dépressions karstiques noyées près de Prague-Zlichov et Reporyje.

13Les formes karstiques de profondeur sont prouvées sous la couverture crétacée supérieure. Très connus sont les sédiments de la Formation de Rudice dans le karst de Moravie qui remplissent des dépressions de corrosion sur plus de 100 m (BOSAK, 1978 b, 1980, 1981 ; BOSAK et al., 1979). Dans le karst bohémien, le puits le plus profond atteint plus de 120 m et il est rempli d’argilites fossilifères de la Formation Peruc (Albien et Cénomanien) ; il fut découvert à Prague par forage (ZELENKA, 1984 ; KLEIN & ZELENKA, 1991). Ces découvertes et d’autres montrent l’existence d’un relief karstique déjà bien développé au Crétacé inférieur (BOSAK, 1981, 1985 ; BOSAK, HORACEK &t PANOS, 1989). Indirectement, elles indiquent aussi, en raison d’un système de relations vallées/dépressions karstiques, l’existence d’un réseau hydrographique au Mésozoïque dans le massif bohémien, mais également dans la région du karst bohémien.

14Des graviers quartzeux à grains grossiers, avec une matrice kaolinique, ont été reconnus à la base des dépressions karstiques dans la partie occidentale du karst bohémien, entre les villages de Koneprusy et de Svaty Jan pod Skalou. Ils sont surmontés par une séquence contenant des dépôts marins crétacés remaniés (RÖHLICH & CHLUPAC, 1951 ; CILEK & TIPKOVA, sous presse). Ces lits légèrement colorés, avec une matrice ressemblant à des produits d’altération, sont situés sous les sédiments du Crétacé supérieur et représentent des dépôts fluviatiles et des produits d’altération remaniés par la mer transgressive du Crétacé. De telles données indiquent que pendant le Crétacé (anté-Cénomanien) une partie importante du karst bohémien était parcouru par des rivières. Celles-ci ont probablement modifié à plusieurs reprises leurs lits : systèmes à méandres et/ou à anastomoses en fonction des caractères paléomorphologiques.

15Les roches carbonatées localisées sous le niveau de base crétacé, notamment au niveau sommital actuel du karst de Bohême, réagissent à l’eau de percolation par corrosion sélective (dissolution) en fonction essentiellement des lithofaciès biodétritiques à chailles et à faibles teneurs en dolomite, puis dans une moindre mesure des microfaciès biomicritiques. Aux affleurements, par exemple à Prague-Hlubocepy, on peut observer une métasomatose froide hautement sélective de certains lits calcaires. Un sable fin et des produits kaoliniques légèrement colorés ont infiltré les calcaires karstifiés. Ce remplacement isovolumétrique des carbonates par des produits d’altération est caractérisé par quelques aspects intéressants :

  1. la texture de la roche incluant des fossiles est en partie préservée (notamment la découverte de Trilobite pygidium dans une roche modifiée contenant désormais moins de 1 % de carbonates) ;

  2. la frontière entre les calcaires et le manteau d’altération est ténue, la zone de transition étant au maximum épaisse de 1 à 3 cm ;

  3. les bioclastes fins ne sont pas modifiés par la métasomatose froide : les lames de calcite des crinoïdes avec des microstructures intactes “flottent” dans les produits d'altération.

16La métasomatose sélective est d’une importance capitale pour l’évolution future du karst bohémien. De tels niveaux d’altération et/ou les blocs, ont représenté des axes de drainage idéaux pour les solutions karstiques après le dernier soulèvement crétacé. Des systèmes de cavités bien définis avec des ponors, des rivières souterraines et des passages aériens, n’ont pas été observés dans le karst bohémien. La majorité des grottes karstiques représentent des passages pentus de forme irrégulière et sans fonction bien définie, ce qui est probablement lié à l’inégale dissolution “erratique” sous le niveau de base. Une situation identique s’est répétée à nouveau au début du Miocène.

17La transgression crétacée a un caractère oscillatoire. Deux principales submersions au cours du Cénomanien et du Turonien inférieur sont bien prouvées. La première transgression cénomanienne s’est décomposée en plusieurs cycles secondaires. La transgression est venue dans son ensemble du nord. Le mélange d’éléments faunistiques boréaux et de la Téthys (KNOBLOCH & KVACEK, 1990) prouve la liaison avec des bassins en Bavière à l’ouest et en Autriche au sud. Les faciès crétacés de régression et certains dépôts continentaux (fluviatiles) sont datés du Santonien. Un Turonien marin fossilifère, légèrement carbonaté (10 à 15 % de CaCO3), est similaire à des marnes indurées situées dans la dépression karstique du site de Tetin (KOVANDA & HERCOGOVA, 1986). Le lithofaciès représente le faciès profond de la séquence crétacée (à plus de 200 m au-dessous du niveau de la mer).

18En tenant compte de la surface plate antécénomanienne, on suppose que l’ensemble du karst bohémien était submergé par la mer loin vers le sud (ZELENKA, 1981) au-delà de la chaîne de Brdy dont le soulèvement date de l’Oligocène. L’absence de Crétacé supérieur marin dans le sud du Bassin bohémien indique le caractère inégal du rivage. Dans le karst bohémien, l’épaisseur originelle de la couverture continue du Crétacé supérieur est de quelques dizaines de mètres à plus de 200 m, estimation faite en fonction du paléo-relief. Les grès dominent dans la séquence lithologique avec des grès glauconieux, des argilites, des marnes indurées et des spéculites. La séquence a été érodée au cours du soulèvement continuel du Massif bohémien. Plus rapide fut le processus dans la partie SW du karst, notamment dans le Haut Karlstejn actuel, dans lequel un rajeunissement intense du relief s’est produit au cours de l’évolution cénozoïque.

19Dans les environs de Prague, la couverture crétacée a été érodée au cours du Néogène et du Quaternaire. Ici, de vieux types de reliefs soulevés ont été conservés. Les remaniements de marnes indurées du Turonien, ainsi que les produits volcaniques altérés, représentent très probablement la principale source des remplissages bariolés du karst.

III. L’EVOLUTION KARSTIQUE PALEOGENE

20A partir des recherches récentes, trois périodes clés pour l’évolution karstique peuvent être définies en relation avec les surfaces d’aplanissement dans le karst bohémien :

  1. le Crétacé avant la transgression marine avec la naissance de grandes dépressions et de systèmes de drainages souterrains dont certains ont été rajeunis plus tard (BOSAK, HORACEK & PANOS, 1989) ;

  2. la période du Crétacé supérieur-Paléogène en relation avec une karstification et une altération intenses de type tropical (BOSAK, 1990) ;

  3. le Plio-Quaternaire avec l’exhumation des reliefs et leur érosion intense illustrée par l’encaissement des rivières et le débourrage des cavités karstiques.

21Dans le Massif Bohémien, des séries oscillatoires de soulèvements et de subsidences, au cours du Cénozoïque, ont eu tendance à ralentir la surrection ; celle-ci a été accompagnée d’une altération et d’une érosion permanente de sédiments terrigènes. L’érosion s’est manifestée en plusieurs vagues, la plus importante étant localisée à l’Oligocène moyen et supérieur (érosion de Staré Sedlo et Formations de Lipnice dans le Sokolov et dans le sud du Bassin Bohémien), au Miocène inférieur (à l’origine de la profondeur de la vaste partie amont de la vallée de la Berounka près du village de Tetin), au Pliocène supérieur et Pléistocène (profond encaissement du canyon de la Berounka près du village de Srbslo et évolution d’un système de terrasses). Les importants épisodes de remaniement du Pliocène et du Pléistocène moyen ont détruit en grande partie les formations plus anciennes, que l’on peut difficilement dater car elles ne sont pas fossilifères.

22En considérant l’évolution paléogène, on peut retrouver une analogie avec d’autres karsts, notamment avec le karst slovaque proprement dit. Au cours du Paléogène, cette région était caractérisée par un plateau incliné vers le sud avec des remaniements et des transports d’altérites bauxitiques venues des hauteurs pénéplanées des Monts Slovenské Rudohori, en direction des dépressions karstiques ; ces dépôts sont aujourd’hui exploités pour leurs bauxites éocènes et leur charbon dans le nord de la Hongrie (BARDOSSY, 1982 ; CINCURA, 1983).

23Une évolution semblable peut être envisagée pour le karst bohémien. Les chaînes de Hrebeny et de Brdy sont constituées de matériel silicoclastique grossier de l’Ordovicien pour la première et du Cambrien pour la seconde ; leurs parties sommitales représentent les lambeaux d’un ancien plateau étendu se prolongeant au NW et à l’W vers le karst bohémien. Ceci est mis en évidence par le niveau uniforme des sommets dont certains montent du centre du karst vers le SE (collines de Damil, 396 m ; Koda, 390 m ; Strevic, 385 m ; Tobolsky vrch, 467 m ; Plesivec, 453 m ; Ujezdce, 474 m ; Zlaty Kün, 475 m ; Mramor, 425 m ; Samor, 481 m ; Vysoka skala, 472 m et Bacin, 499 m). Le rejeu des failles de Zavist et de Clay dans la région de Pribram peut être rapporté à la phase oligo-miocène de la tectogenèse saxonienne (la principale phase volcanique de KOPECKY, 1978). Ce rejeu est à l’origine de gradins dans le paysage, le long d’une ligne Zbraslav-Rozmital, et en légère pente vers la rivière Berounka.

24Le meilleur témoin de ce plateau incliné peut s’observer dans des conglomérats résistants à l’altération, au centre de la chaîne de Brdy, notamment au SW de la colline de Tok à 864 m. L’âge tertiaire de la chaîne de Brdy est donné par la rivière Litava qui relie le système de terrasses de la Belounka. La Litava coulait à l’origine à travers la pénéplaine vers le nord dans le sillon de Hostomice. Sa confluence avec la Berounka se tenait alors près de Revnice. La capacité érosive de la Litava a perduré pendant le soulèvement de la chaîne de Brdy donnant la seule gorge qui la recoupe. La confluence avec la Berounka a été repoussée à près de 20 km en amont à la limite occidentale du karst bohémien.

25Pendant le Paléocène, le karst bohémien était de type plateau bien que les avens soient rares dans la morphologie actuelle. La partie SE du karst était essentiellement couverte par la couverture crétacée qui minorait l’infiltration des abondantes précipitations du Paléocène et de l’Eocène, sauf sur les marges du plateau. Là on connaît une grande dépression de plus de 400 m de long pour 100 de large et près de 40 m de profondeur, accompagnée de nombreux puits verticaux de 10 à 15 m de profondeur, notamment dans la vallée de Prokopské à Prague ou la Bila strz (Gorge blanche), remplis de produits d’altération crétacés et/ou paléocènes légèrement colorés et riches en chailles. Dans la partie SW du karst, plusieurs lambeaux de plateau karstique peuvent s’observer sur les collines de Kobyla (450 m), Koda (360-370 m), Bacin (460-490 m), Velka hora (350 m), Boubova (420 m) et Herinky (410 m). La surface est caractéristique avec des cuvettes à puisards (plus de 20 m de diamètre et 2-3 m de profondeur). Dans d’autres secteurs du karst, le recul du versant (LOZEK, 1980) provoqué par l’érosion karstique et d’autres processus a arasé les calcaires et colmaté les dépressions d’altérites pour engendrer des surfaces uniformes. Dans de nombreuses carrières, les dépressions karstiques sont colmatées de sédiments et elles ne s’expriment plus dans la topographie.

26Les dépressions paléogènes sont souvent l’expression de morphologies antérieures crétacées qui ont été élargies et approfondies. Elles ont des murs verticaux, des formes ovales et allongées avec des diamètres de 10 à 20 m, quelquefois supérieurs à 60 m (ex : Svaty Jan pod Skalou) et des profondeurs de 10-30 m. En bas du massif calcaire, elles se mutent en fissures étroites de 1 à 4 m de large et plusieurs dizaines de mètres de longueur. Elles s’amincissent tant sur le plan vertical qu’horizontal et passent à des abris sous roches ou des encoches irrégulières. Dans le karst bohémien, les dépressions verticales représentent l’aspect le plus sénile du karst. Morphologiquement, elles ressemblent aux dépressions du karst de Moravie (BOSAK, 1980 ; BOSAK et al., 1979) ou cenotes, colmatées par la Formation Rudice. Cependant, des dépressions verticales se sont formées aussi au cours du Néogène, mais elles sont plus petites et leur remplissage d’altérites est bariolé, ce qui contraste avec les colorations légères des produits plus anciens.

27La couverture crétacée n’a pas représenté d’obstacle à la formation de la sub-surface du karst. Une karstification sous-jacente existait en relation avec les zones marginales du plateau exposées à l’infiltration et/ou à la diminution progressive d’épaisseur des formations gréseuses perméables allant du Cénomanien au Turonien. La formation des cavités a profité d’une porosité secondaire, développée lors de périodes de karstification antérieures, en particulier au cours du Dévonien (BOSAK, en préparation) et du Mésozoïque. On peut supposer que la principale phase de formation des cavités a eu lieu au Paléogène non seulement pour le karst bohémien, mais aussi pour l’ensemble du massif bohémien (BOSAK, 1990). L’évolution néogène et les fossiles attestent que cette phase, qui a connu des conditions climatiques très favorables au cours de l’Eocène et de l’Oligocène (KNOBLOCH & KVACEK, 1990), s’achève à la fin de l’Oligocène et au début du Miocène.

IV. L’EVOLUTION KARSTIQUE NEOGENE

28L’évaluation de l’évolution crétacée du karst bohémien est fondée sur une quinzaine de sites de dépressions karstiques avec des sédiments crétacés piégés in situ et/ou transportés à courte distance, et par le caractère général des formes karstiques sous la couverture crétacée. Le Paléogène n’a pas été identifié par datation ; c’est pourquoi on compare les analogies et les différences entre la karstification crétacée et néogène. Deux ensembles limités, mais importants, de données paléontologiques existent :

  1. des données du Miocène inférieur, issues des terrasses fluviales des rivières Tetin (PETRBOK, 1950 ; LOZEK comm, pers.), Sulava (Oligocène/Miocène inférieur, daté par KVACEK, comm. pers. ; NEMEJC, 1949), de sites environnants reliés au système de terrasses tertiaires, par exemple les dépôts de Klinec (KETTNER, 1911) du Bassin de Pilsen et de ses environs (PESEK, 1972 ; PESEK & SPUDIL, 1986) ;

  2. des données du Miocène supérieur et du Plio-Quaternaire caractérisées par une tension tectonique aboutissant à des changements de la configuration morphologique et de la situation paléohydrologique.

29Le karst bohémien et la partie centrale adjacente de la Bohême furent pénéplanés à la fin du Paléogène (DEDINA, 1930), constituant une vaste plaine alluviale de 340-360 m comme l’indique le site de Sulava près de Prague. Le niveau (terrasse) de Sulava (équivalent de Klinec) est caractérisé par la présence de croûtes ferrugi neuses fossilifères à Salix, Betula, Ulmus, Cinnamonum, Taxodium, Liquidambar, etc... (NEMEC, 1949), donnant un âge miocène inférieur (KVACEK, comm. pers.). Les fossiles suggèrent un climat doux et chaud et des paysages comprenant de larges et calmes rivières, se divisant en bras en saison sèche, avec de nombreux lacs de méandres abandonnés et des mares.

30Les croûtes ferrugineuses du type Sulava sont caractéristiques d’un point de vue lithologique et ne peuvent être confondues avec d’autres types de cuirasses du karst bohémien, notamment au contact des limonites karstiques à la barrière du pH près du mur calcaire. Ces conglomérats à ciment ferrugineux se retrouvent en fragments sur l’ensemble du karst bohémien. On les rencontre partout sur le plateau de Trebotov et dans le secteur délimité par les villages de Menany, Koneprusy, Tetin et Svaty pod Skalou. Leur rôle est important pour l’évolution du karst bohémien, et cela pour trois raisons :

31- ils montrent qu’une grande partie du karst bohémien était inondée, comme lors du Crétacé, par des rivières incapables de karstifier au-dessous du niveau de base, et/ou de rajeunir le karst crétacé ;

32- les conglomérats ferrugineux se situent entre 400 et 420 m dans les secteurs de Koneprusy et de Svaty Jan pod Skalou, c’est-à-dire plus de 60 m au-dessus du plateau de Trebotov. Ce fait indique probablement que l’inclinaison de la surface de Brdy, lors de la phase savienne des mouvements néo-alpins (frontière Eggerien/Eggenburgien ; ROTH, 1980), était accompagnée non seulement par la surrection du karst entre les villages de Liten et de Koneprusy, mais aussi par le soulèvement du Haut Karlstjen dans le secteur de Beroun, Lodenice et Karlstejn.

33- la présence des sables rouges dans les dépressions karstiques de la carrière de Paraple et l'absence d’une couverture crétacée très épaisse conforte ce schéma. Les sables de Paraple et du niveau de terrasse de Sulava sont semblables d’un point de vue lithologique.

34Une découverte importante est celle, à Tetin, d’une malacofaune terrestre (PETRBOK, 1950 ; HORACEK, 1980 ; LOZEK, comm, pers.) du Miocène inférieur (Burdigalien) dans le niveau 290 m, soit 80 m seulement au-dessus de la Berounka. Ce site prouve l’existence d’une large vallée encaissée que l’on peut suivre le long de la Berounka vers l’amont jusque dans la région de Krivoklat ; elle est jalonnée de dépôts sableux encore plus loin vers le NW dans la région du bassin de lignite nord-bohémien. La rivière Berounka du Miocène inférieur représentait le principal cours d’eau de la Bohême centrale drainant les bassins sédimentaires du NW de la Bohême (MALKOVSKY, 1975, 1979). On peut supposer que la formation de la vallée a été en relation avec le soulèvement différentiel du Massif Bohémien à la fin du Paléogène. La question du réseau hydrographique du Miocène inférieur représente le problème clé de la morphogenèse de la Bohême centrale du fait que la vallée fluviale ne peut pas exister à elle seule, mais doit s’intégrer dans un système commun dans le cadre d’une vaste région.

35Pendant le stade de la terrasse de Sulava (Klinec) au cours de l’évolution du réseau, la Berounka coulait dans une direction opposée à celle du cours actuel, par exemple depuis le voisinage de Prague vers Beroun et le NW de la Bohême. La direction de l’écoulement est attestée par la découverte de roches siluriennes dans la région de Rakovnik (CHLUPAC, comm. pers.), des fragments de chailles avec des tentaculites près de Skryje (SLEHOFER, non publ.) et l’ancienne direction des transports élaborée à partir des stratifications entrecroisées des grès des terrasses supérieures près de Liten (JÄGER, comm. pers.).

36La paléogéographie de l’Aquitanien/Burdigalien et la paléohydrologie ont été changées, le plus probablement, par le soulèvement de la Bohême centrale au cours de la phase savienne des mouvements néo-alpins. On ne peut pas exclure que pendant le dépôt d’accumulations terrestres sur le site de Tetin, la direction de la rivière ait été changée pour prendre son sens actuel ; ceci étant la conséquence du soulèvement de la région de Krivoklat (surtout la partie occidentale du site) et de l’antécédence du réseau suivant la subsidence le long du linéament de Labe, en formant un nouveau système de drainage pour la Bohême. Cette hypothèse est fondée sur assez peu de données paléontologiques issues des sites de Sulava et de Tetin, dont l’âge est rapporté en général au Miocène inférieur, ce qui implique des incertitudes quant à cette dernière.

37La subsidence réitérée du Massif Bohémien est datée du Miocène moyen (Badenien), lorsqu’une mer chaude avait envahi les marges E et SE du massif, engendrant un système de rias pénétrant profondément dans les terres. La profondeur de la mer était parfois importante en fonction de l’ancienne morphologie et de l’encaissement des rias. La morphologie du littoral ressemblait à celle des fjords Scandinaves. A cette époque, les vallées du karst bohémien et des régions voisines étaient colmatées de graviers et sables fluviatiles donnant à la Bohême, jusqu’au Pliocène, un aspect proche de la “pénéplaine” paléogène. La paléogéographie pliocène différait de celle du Paléogène par une morphologie relativement expressive apparue au cours du soulèvement affectant l’ensemble du massif. Le Pliocène supérieur et le Quaternaire moyen sont caractérisés par une érosion intense, l’exhumation et le rajeunissement du relief et par la formation de terrasses récentes.

V. LA CORROSION PAR MELANGE DES EAUX ET LA QUESTION DE L’EVOLUTION KARSTIQUE SOUS LE NIVEAU DE BASE

38Les grands cours d’eau allochtones qui traversent les régions karstiques créent des conditions favorables au développement de la corrosion par mélange des eaux. En effet, les sources affluentes sont captées par leurs vallées, ce qui rend possible la corrosion par mélange au-dessous du niveau de base et donc la formation de cavités karstiques. A deux reprises, au Crétacé et à la fin du Paléogène, au moins 60 à 70 % du karst bohémien ont été inondés par des rivières à méandres sur l’immense plaine alluviale de la Bohême centrale. Le résultat de cette corrosion par mélange se traduit par un système de cavités à géométrie irrégulière, parfois de grandes dimensions, remplies d’altérites bariolées ; certaines grottes, à lacs souterrains, se développent à plus de 40 m sous le niveau actuel de la Berounka (LYSENKO, 1980).

39Ainsi, le karst bohémien n’est-il pas une région de karst classique car il présente des morphologies fluviales banales et manque de cavités pénétrables. L’endokarst est représenté par de larges fissures corrodées et des plans de stratification interconnectés par des passages et des chenaux étroits. Un tel karst est typique, par exemple, de petites îles de carbonates cristallins dans les pénéplaines ; mais dans le karst bohémien, le développement de ce type d’endokarst atteint une taille exceptionnelle grâce à l’existence d’un ancien cours d’eau important, vieux de plusieurs dizaines de millions d’années.

40Le karst classique ne s’est donc pas développé, même au cours de la surrection du karst bohémien et malgré de hauts reliefs, parce que le vieux système de cavités de corrosion empêchait la formation des divers drains. Cet héritage géomorphologique particulier est remarquable car il influence l’évolution du karst jusqu’à l’époque actuelle.

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Table des illustrations

Légende Figure 1 : Croquis géographique du karst bohémien. Geographical sketch of the Bohemian Karst.
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Institute of Geology, Czechoslovakia Academy of Sciences, Rozvojova 135, 165 00, Praha (Tchécoslovaquie).

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