Lava caves and surface volcano karst features in the basaltic area of the Golan heights (Israël )
Authors: Inbar Moshe 
Published: February 2017

Grottes de lave et phénomènes volcano-karstiques de surface dans la région basaltique des hauteurs du Golan (Israël)

Les hauteurs du Golan offrent une grande variété de formes volcano-karstiques : grottes-tubes de lavés, cavités effondrées, dépressions de «maars», dolines, champs de lapiés et faible densité de drainage. Ces phénomènes sont surtout d'origine endogénétique, mais ils ont été modifiés par des processus qui ont été étudiés dans bien d'autres régions du monde ; et ont été qualifiés de «volcano-karstiques» ou de «pseudo-karstiques» (Bögli, 1980).

Le plateau du Golan (200-1000 m), au NE du fossé du Jourdain, est caractérisé par une chape de basaltes dont l'épaisseur maximale atteindrait 400 m ; ces basaltes du Quaternaire moyen et supérieur sont coiffés dans la partie supérieure du plateau de cônes de cendres du Quaternaire supérieur. Une série de failles en rapport avec le rift du Jourdain détermine la disposition du réseau hydrographique. Les coulées de basalte sont du type pahoehoe, avec une zone columnaire ; la roche est dense, en partie vésiculaire, avec de grands cristaux d'olivine. Deux variétés climatiques peuvent être distinguées en fonction de l'altitude :

-celle du haut plateau (1000 m), où les précipitations annuelles atteignent 600-900 mm ;

-celle des bas plateaux (moins de 500 m), où les températures sont plus élevées, et les précipitations moindres (400-600 mm).

-Les grottes de lave : deux catégories sont à distinguer :

-de vastes grottes développées dans des couches massives de basalte ;

-de petites cavités d'interstrate entre deux coulées.

Les grottes les plus importantes sont centrées sur les lobes de basalte, formant un réseau radial. Les petites cavités ressemblent à des taffonis ou nids d'abeilles et sont liées à la dégradation d'une couche sous le basalte massif (cf. les grottes de parois décrites en Nouvelle-Galles du Sud). Dans une de ces grottes, sur la falaise de la rivière Gilbon, il y a des dépôts calcitiques dus à la percolation des eaux (l'ion Ca2+ provenant des plagioclases). Deux processus sont impliqués dans la formation de ces grottes :

-la vidange du flot de lave, circulant dans le tube,

-l'altération différentielle, sur les parois de canyon et aussi le phénomène de soutirage (piping) des particules fines.

-Concrétions : Des stalactites bien développées ont été trouvées dans la grotte de Gilbon (fig. 2). Mais le dépôt le plus important est le cône de travertin de la rivière Zavitan (fig. 4). Ces travertins ont été déposés par une cascade d'eau suintante (au niveau d'une inter-coulée altérée) enrichie en Ca2+ par l'altération des plagioclases, de l'augite, de l'olivine, etc... (cf. composition modale du basalte). Ils incrustent des tiges de roseaux (phragmites) indicateurs de mini-chutes. La partie la plus ancienne daterait de 6400-7500 ans.

-Les dépressions : Les petites dépressions sont fréquentes, et inondées en période de pluie ; quelques-unes alimentées par les sources d'aquifère basaltique ont de l'eau toute l'année. La dépression Sindiana, la plus vaste et typique, est garnie d'argile résiduelle qui s'oppose à l'infiltration de l'eau, et sert de réservoir pour le bétail : il est possible qu 'elle ait été agrandie par l'homme. Le processus dominant dans ces dépressions est le comblement par des sédiments, liés à l'altération des basaltes. Ces dépressions ne sont pas des «maars», car il n'y a aucune trace de matériel pyroclastique ou d'activité explosive, mais dues à l'altération, comme celles, bien plus vastes, décrites par Ollier (1969) près de Victoria, en Australie.

-Cavités d'effondrement et d'explosion : Dans le NW du plateau, une série de trous atteint 20 à 200 m de diamètre, et jusqu'à 10 m de profondeur. Quelques-unes s'ouvrent à côté dans les roches sédimentaires carbonatées. Malgré des précipitations importantes (700 à 900 mm) elles ne contiennent pas d'eau, malgré les fortes pluies, ce qui est lié à la perméabilité élevée des couches inférieures des basaltes ; des blocs sont attribués à l'effondrement des toits. La genèse de telles cavités volcaniques est controversée : éjection de matériel solide, «maars » dus à l'écoulement de la coulée sur des sources ; mais il n'y a ici aucune trace de remparts ou d'éjection de débris, par ailleurs l'épaisseur des basaltes exclut le rôle du processus crypto-karstique dans les calcaires sous-jacents.

L'hypothèse présentée est que ces dépressions sont dues à l'effondrement du toit des cavités, soit à la fin de l'écoulement des laves, soit par altération des joints et fentes du basalte, facilité par sa richesse en olivine et en plagioclase riche en Ca2+ , et au rôle des eaux de percolation (cf. la précipitation des travertins). La structure en orgues est un facteur d'instabilité.

-Lapiés. Ces «lapiés volcaniques », sont étendus et liés à l'altération de basaltes.

-Discussion et conclusion : On insistera sur le rôle de la mise en solution de roches réputées insolubles, sous certains climats (cf. C. MARTIN 1981, taux d'altération des silicates dans les Maures 170 t/km2/an). Les eaux des aquifères basaltiques contiennent 200 à 300 mg/l de matériel en solution (Ca, Mg, Na), dont l'origine provient de la dissolution des plagioclases de l'olivine. La silice atteint 33 mg/l dans les eaux de source. Les valeurs obtenues pour les carbonates sont du même ordre de grandeur que celles présentes dans les eaux des régions calcaires soumises à des conditions climatiques analogues. La mise en solution étant le facteur prédominant d'évolution, on peut donc parler de formes volcano-karstiques. Les conditions structurales des basaltes du Golan déterminent des processus géomorphologiques et hydrologiques semblables à ceux du karst : la rapidité de l'infiltration des eaux de pluie sous-saturées est cause de la dégradation mécanique et chimique des roches basaltiques et du développement de ces phénomènes.