Corrosion par mélange des eaux dans les grottes de la plaine de Nullarbor, Australie

Résumé Fr En

Les théories sur la genèse des grottes de Nullarbor sont passées en revue. Un choix de résultats de travaux récents sur la chimie des grottes de Nullarbor et de leurs eaux est présenté. Sous la plaine de Nullarbor, dans les grottes et dans la masse rocheuse, trois zones de mélange d’eaux ont été identifiées. Deux d’entre-elles sont très caractéristiques, par contre il est difficile d’obtenir des données pour la troisième et des hypothèses doivent être avancées quant à la composition des eaux de mélange. La zone de mélange (1) se produit à l’interface ruissellement/eau phréatique saumâtre ou salée des lacs souterrains. La zone de mélange (2) se situe dans le soubassement poreux à l’interface eau vadose/eau phréatique. La zone de mélange (3) se produit à une profondeur halocline dans les lacs souterrains et les passages noyés. A l’interface de la zone (3) se produit une précipitation de calcite et le concrétionnement de spéléothèmes subaquatiques par “cristallisation de mélange” (“mixing crystallisation”) est observé pour la première fois. La zone de mélange (1) possède les plus grandes aptitudes à dissoudre le calcaire. On pense que le mélange dans la zone (2), à l’interface eau vadose/eau phréatique, est le processus dominant pour la dissolution du calcaire sous la Plaine de Nullarbor. L’hypothèse selon laquelle la corrosion par mélange (“mixing corrosion”) a joué un rôle important pour le développement des cavités est admise et on en déduit que le processus a été actif tout au long de l’histoire de la formation des grottes sous la Plaine de Nullarbor.

Theories on the genesis of the Nullarbor caves are reviewed. Selected results of recent surveys of the chemistry of the Nullarbor caves and related waters are presented. Three mixing zones have been identified in the caves and the rock mass beneath the Nullarbor plain. Two of these are fully characterised, however the third is difficult to obtain data for and suppositions have to made as to the composition of the mixing waters. Mixing zone (1) occurs at the runoff/phreatic brackish or saline water interface of the cave lakes. Mixing zone (2) is in the porous bedrock at the vadose/phreatic interface. Mixing zone (3) occurs at a halocline deep in the cave lakes and flooded passages. At the mixing zone 3 interface calcite precipitation takes place and the deposition of subaqueous speleothems by “mixing crystallisation” is recorded for the first time. Mixing zone (1) has the greatest potential to dissolve limestone. Mixing in zone (2) at the vadose/phreatic interface is believed to be the dominant process causing solution of limestone beneath the Nullarbor Plain. The hypotesis that “mixing corrosion” has played an important role in the development of the caves is endorsed and it is deduced that the process will have been active throughout the history of cave development beneath the Nullarbor Plain.