Relief karstique

Le relief karstique est une forme de paysage provoquée par l'eau qui s'infiltre dans la terre ou l'eau qui se déverse aux sources. Le mot karst vient d'une région côtière de la Yougoslavie où ces formes (dolines, cavernes, ponts naturels, pertes de rivières, etc.) sont nombreuses. Les modelés karstiques sont une importante variante de reliefs formés par l'eau mouvante. Plutôt que de couler en surface comme dans un système fluvial normal (voir RELIEF FLUVIAL), l'eau s'y écoule en passant par un réseau souterrain de grottes de dissolution. La formation des reliefs karstiques est restreinte aux régions constituées de roches relativement solubles, surtout le calcaire, les dolomies (roches carbonatées), le gypse et l'anhydrite (sulfates). Environ 8 p. 100 de la surface du globe est constituée de karsts. Au Canada, il existe 1,2 million de kilomètres carrés de formations karstiques. On les rencontre communément dans toutes les régions géologiques, sauf dans le Bouclier canadien.

La formation de karsts est fonction de deux importants processus de dissolution. Le gypse, l'anhydrite et des substances très solubles - tel le sel naturel - se dissolvent au contact de l'eau. Par exemple, le gypse se dissout à des concentrations atteignant jusqu'à 2500 mg par litre d'eau (à 25 °C). La solution devient alors saturée et peut entraîner la précipitation de croûtes gypseuses (p. ex., aux sources minérales). La calcite (le minéral qui compose le calcaire) et la dolomie sont dissoutes par l'acide carbonique produit par la dissolution du gaz carbonique de l'atmosphère (CO₂) dans l'eau. Ainsi, les taux de dissolution du calcaire sont fonction des volumes d'eau et du CO₂ disponibles dans le milieu. Dans les sols où le CO₂ est dissout par les eaux de ruissellement, le CO₂ peut s'accumuler en fortes concentrations. Les taux de dissolution du calcaire se situent de moins de 5 m³/km² par année dans les déserts et les régions froides à plus de 100 m³/km² dans les forêts pluviales.

Les reliefs karstiques les plus communs sont les petites cuvettes de dissolution, les cannelures et les rigoles appelées lapiaz. Les formes individuelles ont rarement plus de 10 m de longueur et de profondeur, mais, souvent, elles sont densément regroupées, ravinant de plus grandes surfaces appelées lapiaz. Les lapiaz, ou pavages de dissolution, sont surtout très répandus dans l'île d'Anticosti, au Québec, dans la péninsule Bruce et dans l'île Manitoulin, en Ontario. De plus petites surfaces se trouvent à l'intérieur des limites d'Hamilton, de Montréal, d'Ottawa, etc. À Winnipeg, une superficie d'environ 3500 km² de pavage de dissolution est préservée sous les argiles du tardiglaciaire et forme un important réservoir d'eau industriel.

La doline constitue l'élément caractéristique du relief karstique. C'est une dépression en forme de cuvette, d'entonnoir ou de cylindre qui dirige l'eau vers le sous-sol. Le fond de la doline peut être occupé par un étang permanent ou temporaire. La longueur ou le diamètre des dolines varie de 10 à 1000 m. La plupart des dolines sont provoquées par une dissolution concentrée dans l'entonnoir ou par l'effondrement du plafond d'une caverne sous-jacente. Dans le Sud de la Saskatchewan, des cavités de dissolution dans les couches de sel se sont propagées à travers une épaisseur de 1000 m de roches insolubles sus-jacentes et ont formé des dolines peu profondes à la surface. Souvent, les dolines se forment suivant une ligne ou en groupes. Certains karsts (p. ex., dans le centre du Kentucky) parsemés de plus de 500 dolines/km² ressemblent à des terrains bombardés par des obus. Dans le Sud du Canada, il existe des milliers de dolines, depuis les terrains gypseux de l'Ouest de Terre-Neuve aux terrains calcaires de l'île de Vancouver. Il en existe de grands et impressionnants exemples dans le PARC NATIONAL WOOD BUFFALO, dans les monts Franklin et à l'ouest du Grand lac de l'Ours où les calcaires et les dolomies se sont effondrés dans des cavités se trouvant dans le gypse. Chaque année, il se produit des effondrements qui, en quelques secondes, font apparaître un trou. Dans certaines régions de Terre-Neuve et de la Nouvelle-Écosse, ces terrains gypseux constituent un risque pour l'aménagement d'habitations.

Parmi les reliefs karstiques de plus grande taille, on note les vallées sèches et les canyons, creusés par d'anciennes rivières qui coulent maintenant sous la terre, et les poljés qui sont d'importantes dolines à fond plat recouvert d'alluvions. Le lac Medicine, dans le parc national Jasper, est un poljé de 6 km sur 1 à 2 km. La rivière Maligne s'y jette et l'inonde jusqu'à une profondeur de 25 m durant la saison de dégel estival. En hiver, le lac se réduit à de petits étangs occupant les dolines à la base du poljé. L'eau d'infiltration se déverse à 16 km au nord-ouest par une soixantaine de sources, dans le lit du canyon Maligne. Ces sources karstiques, dont le débit global peut dépasser 65 m³ d'eau par seconde, sont les plus importantes connues au Canada.

La formation de karsts est plutôt rare au Canada si on la compare à celle de pays qui n'ont pas connu de GLACIATIONS répétées. Les glaciers ont érodé ou comblé une grande partie des karsts. Le karst de Nahanni, le plus bel exemple du Canada, est situé quelque part dans les monts Mackenzie, dans les Territoires du Nord-Ouest. Il a échappé à la glaciation au cours des quelques dernières centaines de milliers d'années. Des formes importantes de paysage karstique se sont développées sans interruption ou sans être détruites : des centaines de dolines d'une profondeur allant jusqu'à 150 m, des cannelures de dissolution géantes qui s'entrecroisent pour former un labyrinthe naturel, plusieurs poljés et des canyons secs. Certaines parties du karst sont à un stade avancé, avec des kopjés de roches résiduelles et des ponts naturels rarement observés dans les latitudes nordiques.

Le karst alpin, constitué de champs de lapiaz géants (karren) et de dolines en puits situés au-delà de la limite forestière et se déversant dans des cavernes profondes, est bien développé dans certaines parties des Rocheuses et de l'île de Vancouver. Le champ de glace Columbia, le plus grand des Rocheuses, est drainé en grande partie par des dolines persistant dans le calcaire sous-jacent. Les eaux s'écoulent dans de vastes cavernes à travers une montagne, puis émergent plus loin sous la forme de sources spectaculaires dans la vallée de la rivière Castleguard.

Auteur D.C. FORD

Liens supplémentaires
Karsts
Site d'information des activités du karst est un paysage unique formé par la dissolution souterraine par l'eau de roches comme le calcaire et le marbre. Par Ressources naturelles Canada.