Histoire de la Sainte-Baume

 

Source: Reproduction de la publication en pdf de Jean-Jacques Salone

https://www.ecomusee-sainte-baume.asso.fr/patrimoine/nature/geologie/PageGeologie.htm

 

Le massif de la Sainte-Baume est une montagne calcaire(1) bien connue des randonneurs, des spéléologues et des géologues de Provence qui scrutent ses cavernes et ses roches à la recherche de son histoire. Les grottes dans le massif de la Sainte-Baume sont très nombreuses. La plus fameuse de toutes est celle de Sainte Marie-Madeleine, perchée sur la falaise supérieure. Mais bien d’autres grottes sont connues, certaines depuis la nuit des temps, comme les abris néandertaliens ou les grottes-bergeries néolithiques, d’autres sont découvertes encore aujourd’hui. Toutes font partie d’une histoire géologique commune, et en constituent des témoins précieux.

 

C’est le flanc nord du massif qui raconte le mieux la genèse de la Sainte-Baume. En effet le plateau en gouttière du Plan d’Aups est non seulement une structure primitive du massif, mais en plus il est remanié par les eaux dès sa naissance à la fin de l’ère secondaire.  Il s'agit d'un Polje, plaine au relief karstique.

 

Description des grottes, avens, gouffres et trous par la société de spéléologie  pour Nans les Pins et Plan d'Aups

• Nans les Pins
• Plan d'Aups

 

 

 

 

 

Son histoire est celle de la Sainte-Baume toute entière, voire parfois celle de la mer Méditerranée. Ses grottes, ou en terme scientifique son karst (2), est un réseau complexe de galeries souterraines jalonnées de puits, de salles et de lacs, qui n’a cessé de se modifier tout au long des âges. C’est cette genèse croisée de la Sainte- Baume et de son karst qui fait l’objet de cet article.

 

L’ÈRE SECONDAIRE
L’histoire de la Sainte-Baume commence à proprement parler à la fin de l’ère secondaire. Au début, au Jurassique, la Sainte-Baume n’existait pas. Ni même la Méditerranée. Une chaîne montagneuse, le massif pyrénéo-corso-sarde, s’étendait alors d’ouest en est de l’Espagne à l’Albanie. La Provence était que le rivage nord de ce massif, avec plus au nord le bras d’une mer immense, Téthys, qui s’étalait par dessus les Alpes actuels jusqu’aux confins de l’Asie. C’était il y a quelque 200 millions d’années. Quelques dizaines de millions d’années plus tard, au Crétacé, la Sainte-Baume commence à naître. Très modeste encore, elle est reliée par un isthme(3) au Massif Central. Ces roches calcaires de l’ère secondaire sont traversées par des grottes aux volumes souvent remarquables, comme la grande salle de la grotte Castelette à Nans les Pins (ci-dessus). Ces volumes intriguent très vite pour peu qu’on essaie de savoir comment ils ont été creusés, surtout si on se place à l’époque actuelle où le climat local est loin d’offrir suffisamment de pluies pour creuser de telles cavités. Mais ce n’est pas non plus en ces temps reculés de l’ère secondaire qu’ils ont vu le jour. La preuve immédiate est que les cavités souterraines se développent dans tous les âges du secondaire, et donc sont forcément apparues après. Passons donc à l’ère tertiaire.

L’ÈRE TERTIAIRE
1) ÉMERSION DE LA SAINTE-BAUME
L’ère tertiaire débute il y a 65 millions d’années. La transition avec l’ère précédente est définie par l’extinction massive des espèces vivantes qui a eu lieu à cette époque, vraisemblablement sous l’action conjointe d’un impact météoritique de grande puissance au Mexique et d'une recrudescence du volcanisme en Asie. La Sainte-Baume elle même s’est formée principalement à cette époque, émergeant encore un peu plus de la mer, presque en même temps que les Pyrénées. L’hypothèse la plus complète a été proposée dans les années 1980 par le géologue Gérard Guieu, de l’Université de Provence. Selon lui, le massif pyrénéo-corso-sarde, qui était donc à l’emplacement actuel de la Méditerranée, était tellement érodé qu’au niveau du golfe du Lion son altitude était sous le niveau de la mer (pénéplanation). C’est ce qui se passe aujourd’hui dans la vallée de la Mort aux Etats-Unis. Or les montagnes, c’est un peu comme les icebergs, il y en a plus dessous que dessus. La différence de taille est essentiellement que la montagne fait partie intégrante d’une plaque tectonique, alors que l’iceberg flotte. Et donc une montagne s’use sans subir la poussée d’Archimède qui la ferait remonter doucement. Au contraire, ses élévations sont chaotiques et sont parfois déclenchées par l’arrachement d’une partie de la roche par le magma sous jacent. Le massif se mettrait alors à gonfler localement, un peu comme un soufflet. C’est l’hypothèse principale de G. Guieu. Un bombement de la croûte terrestre se serait donc produit au niveau du golfe du Lion (le BCLP : bombement crustal liguro- provençal). Ce bombement aurait été tel qu’il aurait sorti de la mer les calcaires qui s’y étaient déposés. Ces énormes masses de roches auraient alors glissé par gravité, se chevauchant au nord (actuelle Provence et Languedoc), et s’emboutissant au sud (Corse et Sardaigne). C’est ainsi que la chaîne de la Sainte-Baume aurait vu le jour.

Plus généralement, ce phénomène de glissement massif de roches calcaires s’étend à tout le golfe du Lion et constitue une grande nappe de recouvrement. Au niveau du sous-sol, les calcaires allochtones(7) (c’est à dire ceux déplacés par gravité) sont peu karstifiés, les cavités se développant essentiellement sous forme de grottes ou de petits couloirs sur les accidents de l’encaissant (diaclases et graben de failles). C’est le cas de la grotte de Sainte Marie-Madeleine. Au contraire, le socle autochtone est quant à lui très karstifié, les cavités s’y développant sur plusieurs kilomètres de large et au moins 400 mètres d’épaisseur, le tout réparti sur trois ou quatre niveaux altimétriques. C’est le karst étagé(12) de Saint-Cassien Castelette, du nom des deux principaux réseaux souterrains que les spéléologues explorent. L’étage supérieur de ce karst est particulièrement apprécié car les galeries y sont de grande taille, comme dans la grotte de Castelette, mais aussi dans la grotte du Mistral et l’aven de l’Eau De Là, qui sont deux des dernières découvertes (Inventeurs respectifs : Frédéric Hay et Jacques Morel).

2) CE QUE DISENT LES GROTTES
Les grands volumes permettent d’affiner le scénario de l’orogenèse de la Sainte- Baume. Déjà la taille des galeries laisse suspecter un climat permettant une corrosion importante des calcaires formés au cours du Jurassique et du Crétacé inférieur et supérieur. C’était le cas au début de l’ère tertiaire, au Miocène, où le climat était chaud et humide. L’absence de roches tertiaires dans les remplissages(9) sédimentaires présents dans le karst (partie terminale de Castelette) confirme leur nondépôt à cette époque, et donc l’existence d’une Sainte-Baume bien plus conséquente qu’à la fin du secondaire et qui n’a pas subi les assauts des dernières mers tertiaires qui ont épisodiquement envahi la Provence. Mais un tel volume aurait également pu être creusé à des époques bien plus récentes, au quaternaire, dans les périodes post glaciaires où les eaux de dégel compensent leur relativement faible quantité par une agressivité(10) accrue. L’examen des concrétions dans les galeries supérieures permet de lever le doute. En effet, les spéléothèmes(11) sont massifs, généralement sous la forme de coulées stalagmitiques de plusieurs mètres cubes, et leurs épaisses couches de calcite sont faites de gros cristaux sombres. Ceci va dans le sens d’eaux chargées en carbonates dissous, ce qui est le cas des eaux karstiques sous climat tropical et sous couvert végétal, alors que ce n’est pas le cas des eaux de dégel qui donnent des karsts de type montagnard, qui fonctionnent essentiellement par régimes de crues et qui sont très peu concrétionnés (tout du moins en ce qui concerne le concrétionnement massif). Le karst de la Sainte-Baume s’est donc formé au Miocène.

3) LA NAISSANCE DE LA MER MÉDITERRANÉE
La suite de l’histoire est plus communément admise par les géologues. Le massif pyrénéo-corso-sarde s’ouvre, laissant la place aux eaux de l’Atlantique qui s’engouffrent progressivement par le détroit de Gibraltar pour donner naissance à la Mer Méditerranée. La Corse et la Sardaigne sont à ce moment là déplacées (rotation centrée sur Gênes) du golfe du Lion à leurs positions actuelles. Dans le même temps, la poussée de la plaque tectonique africaine sur la plaque européenne commence à engendrer la chaîne des Pyrénées (phénomène qui se poursuit toujours).

4) L’IMPACT DE LA NAISSANCE DES ALPES
Quelques millions d’années plus tard, les Alpes apparaissent progressivement. La plaque africaine passe sous la Provence et ressort au nord en pleine mer Téthys, au niveau d’un immense et profond sillon géosynclinal sous-marin. C’est ainsi qu’au plus haut des Alpes on peut trouver des roches du socle africain. Cette orogenèse alpine ne va pas sans heurt pour la Provence. Celle-ci se retrouve en effet soulevée par le nord, et les montagnes renversées, la pente générale étant dès lors plutôt au sud, vers la mer Méditerranée nouvelle. Cela donne à la Provence son visage quasiment définitif, avec ses collines orientées est-ouest et qui s’élancent vers le nord à l’assaut des Alpes, comme des vagues déferlantes. Il ne manque plus que de lui faire subir un petit basculement vers l’ouest, et de faire remonter et descendre quelques zones du massif (La Lare, Plateau d’Agnis).

5) LA CRISE DE L’ASSÈCHEMENT DE LA MER MÉDITERRANÉE ET LA DISLOCATION DU KARST
A la fin de l’ère tertiaire, au Méssinien précisément, il y a cinq millions d’années, un phénomène majeur se produit. La mer Méditerranée s’assèche. Du coup, toutes les rivières, sur terre comme sous terre, se mettent à s’enfoncer pour rejoindre la mer de plus en plus basse. Le Rhône ainsi descend de plus d’un kilomètre. Aujourd’hui, son canyon est sous le lit actuel, rempli par les alluvions récents. Sur la Sainte-Baume, les sources descendent en même temps que les vallées se creusent. La rivière de Castelette, qui jusqu’alors alimentait le Cauron, se trouve déviée vers l’Huveaune. Les plateaux rapetissent au fur et à mesure que leurs falaises bordières reculent (cluses de Castelette ou du Colombier). Le karst qui initialement s’étalait sur tout le plateau se trouve disloqué en plusieurs lambeaux, celui de Castelette et celui du Saint-Cassien essentiellement. Il se met à descendre, créant des étages de galeries de plus en plus bas, connectées par des puits. Tout au long de son évolution, ce karst étagé s’est servi des fractures de la montagne pour se frayer des passages de plus en plus rapides. Le réseau du petit Saint- Cassien par exemple utilise souvent les failles principales orientées est-ouest de la chaîne, ou encore un réseau de diaclases plus récentes (Nord 155). Dans certains endroits, comme dans Castelette, la faille principale se conjugue avec les défauts de la roche (la lacune stratigraphique du Crétacé inférieur, et le calcaire dolomitique du Jurassique supérieur).

6) LA REMONTÉE DE LA MER ET LES SOURCES VAUCLUSIENNES
A la fin de l’ère tertiaire, le grand karst étagé(12) de la Sainte-Baume subit enfin une phase massive de colmatage, juste après que la Méditerranée se soit brutalement reconstituée (rupture du détroit de Gibraltar). Les rivières souterraines n’ont plus le temps de trouver des nouveaux passages, et soit elles gardent leurs anciens cours et s’écoulent en régime noyé (Port-Miou), soit ressortent brusquement au profit des fracturations ou des joints de strates(13), par des siphons vauclusiens (14), comme celui de la Foux de Nans. NB. Le siphon de la Fontaine de Vaucluse n’est pas vauclusien ! C’est un puits vertical réemprunté par la rivière d’Albion).

LES GLACIATIONS DU QUATERNAIRE
La Sainte-Baume n’évoluera quasiment plus à l’ère quaternaire et ce jusqu’à l’actuel. C’est davantage le climat qui est remarquable, avec une succession de périodes glaciaires et interglaciaires. Cela conduit à une forte altération des sols, avec la mise en place par exemple des nombreux lapiez(15) du plateau du Plan d’Aups, de dolines(16) ou du poljé(17) qui est régulièrement trop petit pour contenir toutes les eaux de la Maïre et qui inonde alors les villas alentour. Le karst quand à lui, déjà bien rempli depuis la fin du Tertiaire, l’est encore plus, par des argiles déposées par des rivières trop faibles, par le concrétionnement qui se multiplie, ou encore par des apports de roches lors des crues de fonte. Il est tantôt débourré, en totalité ou en partie, par des ruisseaux un peu plus forts, tantôt rempli. Le creusement du karst s’est arrêté. Dans Castelette, pour parler encore de cette grotte mythique, ce sont les petits ruisseaux du quaternaire qui ont vidé de leurs remplissages les vielles galeries tertiaires, sans vraiment en créer des nouvelles.

CONCLUSION
L’histoire des grottes de la Sainte-Baume est certes associée à celle de la montagne toute entière, mais elle permet en plus d’affiner les connaissances. Les grottes étant très sensibles aux régimes des pluies, leur creusement est en lien direct avec le climat. Ainsi les grottes de la Sainte-Baume permettent non seulement de préciser les époques d’orogenèse(18), mais encore de mettre en évidence les variations climatiques des époques tertiaire et quaternaire, ainsi que la crise majeure d’assèchement de la mer Méditerranée. Les recherches actuelles dans l’aven de l’Eau-Rélie et du réseau du Petit-Saint- Cassien vont certainement permettre de préciser davantage encore les étapes de cette évolution. 

 

 

(1) Roche calcaire : c’est une roche sédimentaire qui se forme au fond des eaux (douces ou salées) et qui est constituée essentiellement de débris de coquilles d’organismes vivants plus ou moins mélangés à de l’argile (on parle de calcaire marneux, puis de marnes, selon le taux d’argile) (
2) Karst : mot yougoslave désignant l’ensemble des cavités d’une montagne.
3) Isthme : bras de terre reliant deux étendues terrestres et s’étendant sur des eaux.
(4) La stratigraphie est l’étude de la superposition des roches selon leur âge. L’échelle (ou série) stratigraphique est la représentation (mentale ou schématique) de l’empilement de roches en fonction de leur âge. Lacune stratigraphique : absence d’une série de roches correspondant à toute une période donnée. Stratigraphie réduite : stratigraphie dans laquelle il manque certaines périodes (il y a des lacunes). Stratigraphie complète : c’est le contraire de réduite. Stratigraphie renversée : stratigraphie dans laquelle les roches les plus jeunes sont en dessous des roches les plus anciennes. C’est le contraire d’une stratigraphie normale. (
5) Roche sédimentaire : c’est une roche qui se constitue par dépôt d’éléments. Le transport des éléments constitutifs de la roche peut se faire par les eaux, ou tout autre moyen, comme le vent par exemple.
6) Calcaire dolomitique : c’est un calcaire à gros grains, assez friable, qui ressemble un peu à du sucre. Il a la particularité d’être très vite disloqué par les eaux, pour donner du sable.
7) Allochtone : se dit d’une roche rapportée. C’est le contraire d’autochtone.
(8) Autochtone : se dit d’une roche qui s’est formée sur l’emplacement où elle se trouve.
(9) Remplissage : c’est le nom donné aux reliquats de matériaux qui ont rempli une cavité souterraine et qui ont partiellement été éliminés par les rivières.
(10) Agressivité : c’est la propriété d’une eau à pouvoir dissoudre le calcaire. L’agressivité d’une eau dépend de sa température, de son acidité, de sa composition…
(11) Spéléothème : c’est le nom générique des concrétions qui se forment sous terre, généralement en cristal de calcite provenant de la transformation chimique de la roche calcaire.
(12) Karst étagé : karst présentant plusieurs étages de conduits.
(13) Joint de strate : c’est le nom donné à la surface de contact entre deux roches sédimentaires de même nature mais successives dans une série stratigraphique. Les joints de strates délimitent ainsi des bancs d’épaisseur variable très visibles dans les falaises.
(14) Siphon vauclusien : siphon dont la partie amont est suivie vers l’aval par une partie remontante de très grande ampleur, généralement inclinée à 45°.
(15) Lapiez : réseau de fracturation superficiel dû à la corrosion par les eaux de pluies d’un plateau calcaire préalablement fissuré.
(16) Doline : petit zone plus ou moins circulaire et en creux sur un plateau calcaire.
(17) Poljé : nom yougoslave désignant une zone d’un massif calcaire où les eaux de ruissellement et les argiles stagnent avant de s’enfoncer dans le sous sol.
(18) Orogenèse : naissance et évolution d’une montagne.