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L'idée de lancer une revue comme KARSTOLOGIA n'est pas chose neuve, même si l'initiative a été prise récemment en 1981 par Guilhem Fabre et Richard Maire lors d'une mission scientifique dans l'île de Crête. Il importe de se pencher un peu sur le récent passé.
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Exposé sommaire de la naissance et de l'évolution de deux disciplines constituant les faces complémentaires d'une seule science consacrée à l'étude du milieu physique reconnu d'abord dans le Karst dinarique.
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Les auteurs analysent les progrès réalisés par l'exploration spéléologique durant les dernières décennies. En considérant les cavités mondiales supérieures à 500m de dénivellation, on constate qu'il en existait 57 en 1972, 95 en 1976, 110 en 1978 et plus de 160 fin 1981. Cette expansion exceptionnelle a des causes variées : facilités de déplacement, loisirs importants, avancée technologique... Elle place les spéléologues sportifs, à leur insu pour certains, sur le versant de la science puisque les prolongements qu'ils découvrent et les obstacles qu'ils franchissent sont autant de données exploitables et d'interrogations scientifiques supplémentaires.
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La grotte de la Diau est la résurgence d'un important système souterrain du massif des Bornes en Haute-Savoie (France). Elle draine un bassin versant d'environ 9 km2, étagé de 1 200 m à 1 800 m d'altitude et son débit moyen avoisine 400 1/s. Les explorations spéléologiques ont permis de reconnaître les 4/5 du collecteur sur deux tronçons non encore reliés (grotte de la Diau, gouffre du Pertuis). Deux affluents importants ont été explorés. Le développement de la grotte de la Diau est de 14,9 km pour 702 m de dénivellation. Le collecteur est situé dans le creux du synclinal du Pertuis à la limite des calcaires urgoniens et des marno-calcaires hautenviens. Suivant la pente et la fracturation on trouve plusieurs types morphologiques de galeries dont deux typiques de régime vadose. Les deux affluents reconnus (affluent des Grenoblois et affluent de la Tanne des Météores) empruntent des fractures de tension liées au décrochement senestre nord-ouest - sud-est qui affecte le Parmelan.
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Cette étude traite de la ventilation générale dans la grotte de Niaux (Ariège, France) au cours de la décennie 1971-1980. Les mesures et observations, effectuées régulièrement à raison d'une série hebdomadaire en moyenne, concernent : le sens des écoulements de l'air souterrain, les vitesses de ventilation et les débits moyens correspondants évalués au niveau de certaines ouvertures. Les résultats mettent en évidence deux régimes différents de l'écoulement de l'air. L'un fait apparaître que les échanges gazeux se produisent avec l'extérieur non seulement par l'intermédiaire des galeries et ouvertures accessibles à l'homme mais aussi à travers l'ensemble de la masse rocheuse par l'intermédiaire des fractures de tout genre qui l'affectent. L'autre est observé pendant les périodes très pluvieuses, ce qui présente donc un caractère assez exceptionnel, pour lequel l'ensemble de la grotte est le siège d'un régime de circulation de l'air selon le modèle du «tube à vent» ; les échanges gazeux à travers la masse rocheuse semblent liés à l'importance de l'infiltration. Ainsi, la zone d'infiltration est essentiellement soumise à un écoulement diphasique. Ces résultats conduisent à reprendre les différents modèles utilisés pour rendre compte des circulations d'air dans les grottes et indiquent la nécessité de réaliser des mesures de débit d'air si l'on veut effectivement comprendre les phénomènes climatologiques de ces cavités.
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La répartition des phénomènes karstiques (dolines, lapiés, vallées sèches, sources, pertes et cavités) dans les aquifères du Causse Comtal est analysée. Elle est conditionnée par la lithologie, la topographie, la tectonique, la perméabilité relative des aquifères superposés et la hiérarchisation des écoulements. L'importance relative de ces facteurs pour le développement des phénomènes observés est discutée. La relation karst superficiel - karst profond est examinée.
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La détermination des taux de dissolution et des processus de corrosion fait l'objet de mesures plus précises (mesures hydrochimiques régulières, méthode des tablettes calcaires d' Iv. GAMS). Dans l'étude de l'évolution morphologique le rôle des paléoclimats quaternaires est apprécié par les mesures radiogéniques sur les concrétions, et la signification des formations carbonatées externes est dégagée. Bauxites et terra-rossa, et diverses altérations permettent de préciser l'évolution antéquaternaire et l'origine des paléo-karsts. Grâce à de nouvelles méthodes, le rôle de la néotectonique est pris en compte ; en particulier les effets du soulèvement de nombreux massifs, auxquels s'ajoutent, dans les karsts littoraux les variations du niveau marin. On insistera en conclusion sur l'importance de l'étude des environnements karstiques, et des problèmes de karstologie appliquée.
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Après plusieurs décennies d'isolation vis-à-vis des autres sciences de la Terre, la karstologie américaine est en train d'émerger avec de nombreuses autres disciplines. Des progrès importants ont été réalisés en spéléogenèse, minéralogie, géochronologie, et paléoclimatologie. Actuellement, il existe un développement de la karstologie appliquée notamment dans les domaines de la pétrologie (en milieu carbonaté), de l'environnement et de l'hydrologie.
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Envisagé sous un aspect physique global, le karst peut être compris comme un système thermodynamique ouvert dans lequel la dissipation localisée d'énergie hydrodynamique, chimique et mécanique lui confère une hétérogénéité structurée. Après l'examen des modalités d'action de ces différentes espèces d'énergie, l'étude de quelques cas réels permet d'expliciter le passage des concepts théoriques à la compréhension de réseaux karstiques. On termine par une perspective de recherche en considérant le système karstique comme un système dissipatif au sens de Prigogine.
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Analyse statistique et informatique des cavités karstiques du Massif de Marseilleveyre et des archipels de Riou et du Frioul. Relations entre la nature des remplissages indurés, l'héritage géologique, la fissuration, la morphologie et les phénomènes mécaniques (décompression, néo-tectonique).
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Les connaissances actuelles sur les karsts arides et semi-arides sont pauvres. Cela tient à trois causes essentielles : inactivité ou maigre activité des processus karstiques actuelles par quasi absence de précipitations, forte évaporation et très faible rôle du C0₂ d'origine biologique. Si la pauvreté des formes actives de surface est réelle, l'importance des formes héritées est par contre capitale. L'explication d'un modelé karstique bien développé en domaine aride ou semi-aride doit donc envisager en détail les conditions paléo-climatiques et paléo-géographiques de l'environnement. L'appauvrissement du modelé karstique avec l'aridité est démontré comme dans le karst australien de Nullarbor. Si l'essentiel des cavités connues se situe près de la bande côtière, il faut être prudent quant aux conclusions : le karst de Nullarbor est immense (200 000 km²). L'auteur analyse également les problèmes existant entre la notion de karst et la notion de désert. L'individualité du karst aride ne repose pas vraiment sur des types de formes très distinctives puisqu'il existe des modelés karstiques variés selon les régions arides et semi-arides (ex: Nullarbor, Sahara, Sierra Madre/Mexique, Neguev, Nouveau Mexique...). Les études sur les processus de formation suggèrent en fait de larges variations dans les conditions d'évolution du karst aride et semi-aride actuel.
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