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L'histoire géologique du Jura débute il y a 250 millions d'années, par une vaste plaine inscrite sur un socle primaire totalement érodé. Puis, une mer envahit ce territoire et s'y est maintenue pendant environ 130 millions d'années avant de se retirer.
L'histoire géologique du Jura est riche. Ici, le Chapeau de Gendarme, sur les hauteurs de Saint-Claude. © KlausFoehl, CC by-sa 3.0
Sur le schéma ci-dessous, la mer est représentée par la partie « tuilée » (ce sont des plateformes et des bassins intracratoniques essentiellement marneux) ; la mer plus profonde est représentée par des hachures horizontales (TéthysTéthys) ; les terres émergées par de petites croix. (D'après Histoire de la Terre, d'Elmi et Babin modifié.)
La France au Lias supérieur. © DR
Pendant toute cette période, se déposent alors, en milieu marin côtier, les sédimentssédiments qui constitueront par la suite le substratsubstrat calcairecalcaire et marno-calcaire jurassien. Vers 140 millions d'années (Ma), la région émerge et les eaux météoriques commencent à éroder les surfaces calcaires ; puis, vers 50 Ma, de nombreuses failles s'ouvrent suite à la formation du grabengraben du Rhin.
Le Jura comme conséquence de la poussée alpine. © DR
Naissance des masses calcaires du Jura
Vers 6 Ma, la mer se retire complètement. Dès lors, l'érosion accomplit son travail sur un relief qui se plisse suite à des poussées d'origine alpine. Les structures plissées de la couverture résultent du déplacement du bassin molassique (plateau) actionné par les poussées alpines.
Les masses calcaires jurassiennes se décollent de leur substrat pour s'avancer dans l'espace entre le massif central et les Vosges. Puis, une deuxième poussée, plus forte, soulève de hautes chaînes le long du bord septentrional du Plateau suisse. Le déplacement des couches est estimé entre 2 et 25 km dans une chaîne jeune (de 10 à 2 Ma, selon les auteurs).
Schéma structural du Jura. © DR
Jura des Plateaux, Jura plissé et Jura tabulaire (Ajoie)
On distingue :
- le Jura des Plateaux : surface ondulée dont les parties rocheuses plus dures forment des séries de hauteurs (Franches-Montagnes) ;
- le Jura plissé : crêtes parallèles et séparées par des vallées synclinales longitudinales et interrompues par de profondes cluses ;
- le Jura tabulaire (Ajoie) : les couches conservent leur position horizontales, et, des brèches orientées sud-nord forment des plateaux tabulaires avec des vallées aux parois abruptes.
Coupe transversale schématique du Jura. © Académie de Lyon
Le relief jurassien est marqué par la dissymétrie de son organisation. La chaîne du Noirmont plonge de près de 1.000 mètres sur la plaine suisse et la montagne s'abaisse vers la Bresse avec une pente plus douce.
Le Noirmont, le Risoux et le Mont Noir
Trois chaînes structurent la Haute-Chaîne, de l'est vers l'ouest :
- le Noirmont ;
- le Risoux ;
- le Mont Noir.
Vient ensuite, vers l'ouest, le Jura des Plateaux, constitué de paliers et dont les altitudes vont décroissantes.
Formes de reliefs : monts et vaux
Les monts et les vaux sont liés au plissement. Le mont correspond à une structure anticlinale : en théorie les versants sont formés par l'affleurementaffleurement de la couche qui termine la série sédimentaire, mais, souvent, l'érosion en a enlevé une partie.
Une structure synclinale est appelée « val ». En principe, le fond est formé par les dernières couches de la série.
Vocabulaire géologique du Jura. © DR
Marques de l'érosion : cluses, synclinaux et anticlinaux
- Cluse : les gouttièresgouttières synclinales sont des axes privilégiés pour le réseau hydrographique, mais il recoupe souvent les structures plissées. Ceci est dû à des phénomènes d'antécédence si la rivière, antérieure au plissement, s'encaisse sur place lors de la surrection du relief. Enfin les cluses correspondent souvent à des d'accidentsaccidents tectoniques.
- Vaux ou synclinaux perchés. Les combescombes sont des dépressions creusées par l'érosion, au sommet d'un anticlinalanticlinal, suivant l'axe du pli et dans des roches tendres. Les couches dures forment, de part et d'autre, des crêts parfois vigoureux. Ceci peut conduire à une inversion du relief : le fond des synclinaux domine alors les anticlinaux évidés.
Karstification, gélifraction et recul de la falaise
Il existe aussi des formes topographiques mineures :
- La karstification limite les écoulements superficiels à de rares rivières : Bienne, Tacon, Flumen ; ce sont surtout les formes qui dominent. Des cascades ou des gorges étroites franchissent les bancs de roches dures.
- La gélifraction : les débris tombent sous l'effet de la gravité et la roche à nu est soumise à ces attaques. D'où un relief en escaliersescaliers et en abris sous roche, appelés baumesbaumes ou balmes.
- La falaise recule. À ses pieds les débris fins et les gros blocs s'accumulent et forment un talus d'éboulis.
Aujourd'hui, ces processus sont encore fonctionnels.
Lapiaz et dolines
Il existent différents modelés de surface dus à la karstification :
- Les lapiazlapiaz sont des formes superficielles de dissolution du calcaire : l'érosion exploite les fissures, on obtient des rainures et cannelures, blocs massifs ou crêtes acérées.
- Les dolinesdolines, ou emposieux, sont des dépressions fermées de quelques dizaines de mètres de diamètre dont le fond est tapissé par des argilesargiles résiduelles.
- Les avensavens sont des dolines dont le fond est ouvert sur un gouffregouffre souterrain.
- Les ouvalas sont vastes, résultant de la coalescence de plusieurs dolines.
- Une vallée sèche est une forme liée à la disparition, par soutirage karstique, du cours d'eau responsable de son façonnement.
Lapiaz. © DR
Formes souterraines
Dans la masse, les eaux d'infiltration poursuivent leur travail de dissolution du calcaire et on obtient des réseaux de galeries souterraines reliées entre elles par des puits et des gouffres.
Lorsque la progression des infiltrations est bloquée (couches marneuses), elles aboutissent à des émergencesémergences karstiques situées dans les vallées. Les galeries supérieures sont en général fossilesfossiles, asséchées par l'ouverture des galeries inférieures.
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