| résumé | soulèvement alpin | temps géologiques | glaciations |situation | géologie | morphologie superficielle | formation & hydrographie

[résumé]

  • Vaste réseau karstique souterrain creusé dans des couches calcaires à stratification quasi horizontale.
  • Âge moyen des roches de la région : 125 Ma.
  • Relativement peu de concrétions mais nombreux phénomènes d'érosion et de corrosion ; système à la fois actif, semi-actif, et fossile.

[situation]

Les grottes du Hölloch s'ouvrent dans le flanc de la montagne qui domine le hameau de Stalden, dans le Muotatal (11 km à l'ESE de Schwyz). Cette région fait partie des Alpes calcaires schwytzoises, dont près de la moitié de la superficie (260 km2) est constituée par des terrains karstifiés ; elle représente le karst le plus étendu de Suisse.

 

[géologie]

Cette région karstique est située dans les nappes helvétiques du Drusberg (nommée nappe du Wildhorn plus à l'ouest) et de l'Axen. En fait, à part quelques terrains marneux et schisteux de plaine appartenant aux couches de Drusberg, c'est essentiellement dans la nappe complexe de l'Axen qu'a été creusé le Hölloch : la plus grande partie du Hölloch s'étend dans la "sous-nappe" du Bächistock, alors que l'étage supérieur de la grotte est situé dans la "sous-nappe"de la Silbern.

Les surfaces karstifiées se développent dans 2 complexes calcaires différents :

1 Le Schrattenkalk : Il est constitué d'un calcaire très pur et épais (puissance 120 m). Sa particularité est d'avoir été karstifié une première fois avant la formation des Alpes, durant le Crétacé, puis dès la fin du Pliocène.

2 Le Seewerkalk : Il est constitué d'un calcaire traversé horizontalement par de fines intercalations argileuses. Dans le Hölloch il est beaucoup moins présent et peu karstifié, ce dernier point expliquant certainement que c'est le Schrattenkalk qui a draîné tous les réseaux souterrains.

Du point de vue tectonique, la région a certes subi des tensions lors de l'orogenèse alpine. Pourtant, du fait notamment de sa situation en bordure externe de l'arc alpin, elle n'offre pas de roches fortement métamorphisées ; le réseau de fissuration (d'orientation générale SSE-NNW) n'est pas excessivement développé, mais néanmoins complexifié par un redoublement de série dû à un chevauchement.

[morphologie superficielle]

Comparativement avec les autres grottes de l'ASECAT, le bassin d'alimentation du Hölloch est gigantesque. En conséquence, la surface des terrains sus-jacents offre une multitude de formes, les plus répandues appartenant au modelé karstique. De manière générale, les zones de moyenne altitude sont indistinctement recouvertes de pâturages de forêts de montagne ; on y trouve des dolines, dont une minorité fonctionne comme ponors. On compte aussi des zones de lapiés couverts ainsi que plusieurs goufres de faible profondeur. Plus haut, au-dessus de la limite des forêts, s'étendent d'immenses champs de lapiés (lapiaz), souvent complètement nus ; on parle de karst haut-alpin.

L'influence des glaciers a été particulièrement importante sur le modelé karstique. Polissage du calcaire, surcreusement des roches les moins résistantes. Durant la période postglacaire les attaques corrosives ont rongé les zones de roches moutonnées et les lapiés s'y sont installés.

[formation & hydrographie]

Pendant le Pléistocène, le lit de la Muota s'abaisse en plusieurs phases. Suite à la glaciation günzienne, le fond du Muotatal doit atteindre une altitude de 700 à 800 m ; ce niveau correspond actuellement aux grandes galeries du Hölloch. Le creusement des gros réseaux commence également à cette période, tandis que les galeries supérieures s'élargissent encore. A l'époque interglaciaire anté-rissienne, le niveau du Muotatal doit atteindre une altitude de 600 m, soit à peu près le niveau actuel ; le creusement se poursuit donc dans le système hypogé, les réseaux situés entre 600 et 700 m d'altitude se forment progressivement et les réseaux situés entre 700 et 800 m s'agrandissent jusqu'à leurs dimensions actuelles. Pendant la glaciation rissienne, les vallées alpines subissent un surcreusement qui occasionne une nouvelle descente des réseaux inférieurs, lesquels doivent atteindre une altitude inférieure à 600 m. Par la suite le fond du Muotatal est comblé par des alluvions, ce qui a pour effet l'ennoyement des galeries inférieures du Hölloch ; certaines de ces galeries submergées atteignent aujourd'hui des dimensions importantes.



La Schleichender Brunnen est l'exsurgence des eaux du Hölloch. Son aire d'alimentation couvre plus de 22 km2 d'une surface extrêmement karstifiée. Son débit est de 300 à 1200 l/sec en hiver, de 2000 l/sec durant les autres saisons et de 5000 l/sec lors des grandes crues ; le débit annuel est supérieur à 50 millions de mètres cubes.

L'hydrographie du Hölloch est assez compliquée, du fait des grandes dimensions du réseau souterrain. On peut pourtant distinguer plusieurs zones individualisées.

- Les galeries les plus basses, toujours noyées, appartiennent à la zone actuellement en phase de creusement phréatique (zone noyée).

- Les galeries de la zone régulièrement noyée en hautes eaux constituent la zone intermédiaire du réseau (zone des crues).

- Dans le niveau supérieur, on trouve aussi bien des galeries fossiles que des galeries actives (vadoses) ou semi-actives alimentant la zone noyée.

Les parties noyées, dépourvues d'air, sont attaquées par la corrosion "par mélange des eaux", ce qui a notamment pour effet de former des galeries à sections transversales elliptiques, le plus souvent à partir de joints de stratification. Pour les autres, le régime peut être torrentiel, avec corrosion du calcaire (par manque de CaCO3) ou dépôt de concrétions (en cas de sursaturation). De plus, les parois sont aussi attaquées par l'intermédiaire de galets, sable et limons transportés par les eaux et projetés contre elles. Derrière des obstacles ou des étroitures, l'eau tourbillonne fortement et creuse des marmites d'érosion.
En cas de fortes pluies et à la fonte des neiges, l'eau peut monter et noyer plusieurs dizaines de kilomètres de galeries. Lors de grandes crues le niveau peut même monter de 180 m dans certaines parties du réseau.

Lorsqu'une galerie devient trop vaste, la voûte, tout comme les parois, tend à se décoller et s'effondrer. C'est ainsi que s'est formé, dans la partie la plus reculée du réseau, le Schwarzer Dom, salle la plus impressionnante du Hölloch (106 m de long, 66 m de large et 75 m de haut, soit un volume de 400'000 m3).

Globalement, la disposition des étages de galeries reflète la structure tectonique du massif et les différentes phases de l'approfondissement de la vallée de la Muota. En effet, le plongement des couches dans la région du Hölloch est assez faible, ce qui explique que les réseaux creusés lors des différentes phases énumérées plus haut se succèdent sans grandes verticales, ils ne sont pas liés entre eux par des puits mais par des galeries de faible pente.

De manière générale le Hölloch est assez peu concrétionné. La plupart des galeries sont dépourvues de stalagmites et stalactites. Des datations de concrétions du Hölloch ont été effectuées pour estimer l'âge de l'assèchement des galeries phréatiques ; ces mesures ont permis de reconnaître au moins 2 périodes de concrétionnement (200'000 à 100'00 ans environ et <13'000 ans , respectivement).

Une des particularités de ces cavités est leur vitesse d'évolution. En effet, il a été calculé que le Hölloch s'agrandit chaque année de 370 m3. On suppose que seuls 10 à 12 % des galeries ont été découvertes à ce jour.

Une zone d'effondrement sépare le Hölloch du réseau voisin des Silberen, qui, même s'il est 5 fois moins étendu que le Hölloch, reste de grande taille lui aussi.