Le gouffre de la Vise
La Vise est une source d'eau douce qui se jette naturellement dans l'étang de Thau par une résurgence située à 30 mètres de profondeur.
Les sources sous-marines sont connues depuis longtemps des pêcheurs et marins. La mer change d'aspect dans leur voisinage, à cause des différences de densité entre eau douce et eau de mer, et aussi à cause des variations de leur débit. Moins dense que l'eau de mer, l'eau douce subit la poussée d'Archimède pour s'élever vers la surface sans trop se mélanger formant ainsi une auréole caractéristique.
De tels phénomènes où de l’eau douce vient se jeter dans des eaux salées sont assez nombreux sur le pourtour méditerranéen. Aux coordonnées de la cache vous pouvez observer l'effet de cette remontée d'eau douce sur la surface de l’étang. Dans les WP (Way Point), deux points de vue vous sont proposés : meilleur point de vue d’en haut en haut des escaliers, et meilleur point de vue d’en bas.
D’où provient cette eau douce ?
Toutes les sources de cette nature se situent très près de la côte et à faible profondeur (entre 0 et 50 m).
Leur origine est liée à leur proximité avec des massifs qui dominent les côtes.
L'eau d'infiltration chargée en dioxyde de carbone y dissout la roche et cet écoulement aboutit à la formation d'un réseau souterrain de conduits appelé réseau karstique. Ce relief karstique, ou "causse", se rencontre le plus souvent dans le cas où le sous-sol est constitué de roches calcaires mais aussi de craie, marbre, travertin, gypse, grès ou quartzites.
Les paysages karstiques sont caractérisés par des formes de corrosion de surface et par des formations souterraines étonnantes. Dans le cas des sources d'eau douce en mer, l'eau douce circule dans le relief karstique littoral, emprunte des conduits situés sous le niveau de la mer et ressort depuis les profondeurs de la mer vers la surface.
Pour la petite histoire, le mot «Karst » vient de Kras, région de Slovénie où ce type de relief est bien présent. Le mot « Kras » fut germanisé en Karst lors de l’intégration du pays à l’Empire Austro-hongrois. Ce relief particulier a été étudié par les géographes autrichiens au 19ème siècle.
Près de 20% de la surface terrestre émergée est constituée de karst.
En France, des paysages karstiques se rencontrent sur presque la moitié du territoire : dans les Alpes, les Pyrénées, le Jura, les Préalpes provençales, le Plateau Lorrain, le Bassin Parisien, le Bassin Aquitain, les Causses.
Comment expliquer l'existence de conduits localisés sous le niveau de la mer ?
Les glaciations du Quaternaire (début à -1,75 Ma - fin à -10 ka ;) ont provoqué des abaissements de l'ordre de 100 à 150 mètres du niveau marin ; le plus important fut au cours de la dernière glaciation, le Würm (entre -80 et -10 ka), avec un niveau bas vers -120 mètres vers -20 ka. Des réseaux karstiques ont pu se développer sur ce niveau bas, mais seulement dans les régions où le climat n'était pas trop froid et permettait l'écoulement des eaux (régions méditerranéennes chaudes et régions tropicales). Ailleurs, le gel empêchait l'infiltration et donc les écoulements souterrains.
En Méditerranée, il s'est produit un phénomène extraordinaire, au Messinien, (-5,5 Ma, fin du Miocène). Le détroit de Gibraltar, sous la poussée de l'Afrique, s'est refermé. Comme en Méditerranée, l'évaporation l'emporte largement sur les apports d'eau douce par les fleuves, le niveau de la mer, ne recevant plus l'eau de l'Atlantique, s'est abaissé très vite de plus de 1.000 mètres.
Après la remontée de la mer, environ 500.000 ans plus tard. Les conduits du karst s'étaient développés jusqu'au niveau les plus bas des calcaires. Une fois l'eau remontée, les galeries se sont retrouvées sous le niveau marin, certaines ont été bouchées par les sédiments, d'autres sont restées béantes.
Dans le cas de ces sources d'eau douce en mer, l'eau douce circule donc dans l'aquifère karstique littoral, emprunte des conduits situés sous le niveau de la mer et ressort en profondeur.
500 000 ans plus tard, le niveau remonte immergeant au passage ces aquifères.
Comment l'eau douce peut-elle surgir en surface ?
Ces sources d'eau douce en mer ne peuvent exister que si la charge d'eau douce dans l'aquifère est suffisamment élevée pour pousser la colonne d'eau de mer, plus dense.
Pour la source sous-marine de la Vise située à 30 mètres sous le niveau marin, à l'équilibre entre l'eau douce et l'eau de mer, c'est-à-dire sans écoulement, il faut que les deux colonnes aient la même masse (avec, Masse = Hauteur x Section x Densité). La densité de l'eau de mer est 1,03, alors que celle de l'eau douce est 1. Pour que les deux colonnes, de même section, s'équilibrent, la hauteur de la colonne d'eau douce doit donc être supérieure à la "Hauteur x 1,031" pour que se produise un écoulement d'eau douce sous la mer, soit, pour une profondeur de 30 mètres, une colonne de 30,93 mètres d'eau douce, soit une charge de +0,93 mètre de l'aquifère au-dessus du niveau marin.
Par conséquent, pour qu'existent des charges suffisantes pour vaincre la masse d'eau de mer, la source doit être alimentée par des écoulements dans des reliefs assez marqués dominant la côte.
L'eau douce libérée remonte en surface puisque sa densité est moindre que celle de l'eau salée.
Exploitation des aquifères d’eau douce à Balaruc
La source est exploitée pour l’alimentation en eau thermale de l’établissement thermal de la ville de Balaruc-les-Bains, en eau potable la ville de Sète et contribue également à la qualité de l’écosystème de la lagune de Thau et au maintien des activités traditionnelles de pêche et de cultures marines.
Etudes et mesures de la source de la Vise
Pour en savoir plus sur le gigantesque réservoir d’eau douce situé en dessous de cette résurgence, des études sont menées et un débitmètre a été placé dans l’étang, à 28 m de profondeur. Il a révélé un débit de près de 300 litres d’eau douce par seconde qui jaillit à 22°.
Cet équipement permet de mesurer la pression, la conductivité et la température ainsi que des analyses quantitatives et qualitatives des eaux souterraines.
L’inversac de la Vise
L'équilibre des ressources d'eau douce dans les aquifères littoraux est délicat. En effet, toute perturbation risque de faire entrer profondément l'eau de mer dans l'aquifère comme en particulier les prélèvements massifs d’eau douce. Dans le cas de l'exploitation des aquifères karstiques littoraux, la situation est encore plus sensible du fait de l'existence de conduits parfois largement ouverts qui laissent pénétrer l'eau de mer très facilement.
Ce phénomène se produit à Balaruc par la conjugaison de deux facteurs : un manque de pluies ramenant les aquifères d’eau douce à un niveau de basses eaux et une surélévation du niveau de l’étang de Thau due à des tempêtes et coups de mer. La source de la Vise absorbe l’eau de la lagune au lieu de fournir de l’eau douce. L’intrusion de l’eau saumâtre très dense de l’étang de Thau dans l’aquifère provoque une hausse brutale de la charge hydraulique dans l’aquifère captif des calcaires jurassiques. Ce phénomène se propage rapidement sur la presqu’île de Balaruc aux alentours de la source et peut inonder les pièces en sous-sol des habitations. Un habitant a par exemple découvert 20 cm d’eau dans son salon, racontait France Bleu Hérault, le 1er décembre 2020. « J’ai découvert dans ma maison une rivière, a-t-il confié à la station héraultaise. L’eau sortait par le sol de ma cour, et par certains murs du salon. J’ai appelé les pompiers qui ont mis en place sept pompes qui tournent non-stop depuis quarante-huit heures. Je n’avais jamais vu ça. »
Des remous sont alors visibles à la surface de l’étang au niveau de la zone de pénétration des eaux de l’étang dans la source sous-marine de la Vise. Navigateurs, plongeurs, pêcheurs et baigneurs doivent éviter à tout prix l’étang de Thau car cela provoque des effets de siphon très dangereux. Cela peut durer plusieurs jours, semaines et même plusieurs mois jusqu’ à ce qu’il pleuve suffisamment pour recharger les nappes phréatiques.
Ce phénomène peut avoir des occurrences d’apparition plus importantes dans le futur à cause de l’augmentation du niveau moyen de la mer, de la baisse des précipitations, de la recharge de l’aquifère et de l’augmentation des prélèvements.
Si vous voulez en savoir plus sur ce phénomène d’inversac, cliquez sur le lien : film
Questions
Question 1.Quel évènement géologique a permis la création de cette source sous-marine ?
Question 2.Qu’est ce qui justifie le fait que de l’eau douce puisse s’écouler dans la lagune de Thau ? Expliquez votre réponse grâce à vos observations de la topographie des lieux.
Question 3 (option) : une photo de vous ou d’un objet vous appartenant avec un élément caractéristique de cet endroit serait appréciée.
Loguez cette cache "Found it" et envoyez-moi vos propositions de réponses soit via mon profil, soit via la messagerie geocaching.com (Message Center), et je vous contacterai en cas de problème.
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The Vise abyss
La Vise is a freshwater spring that flows naturally into the Etang de Thau at a depth of 30 meters.
Underwater springs have long been known to fishermen and sailors. The sea changes its appearance in their vicinity, due to the differences in density between freshwater and seawater, and also to variations in their flow. Less dense than seawater, freshwater undergoes Archimedes' buoyancy to rise to the surface without mixing too much, forming a characteristic aureole.
Such phenomena, where fresh water flows into salt water, are quite common around the Mediterranean. At the coordinates of the cache, you can observe the effect of this upwelling of fresh water on the surface of the pond. In the WP (Way Point), two viewpoints are offered: the best view from above at the top of the stairs, and the best view from below.
Where does this fresh water come from?
All springs of this nature are located very close to the coast and at shallow depths (between 0 and 50 m).
Their origin lies in their proximity to massifs that dominate the coast.
Seepage water loaded with carbon dioxide dissolves the rock, resulting in the formation of an underground network of conduits known as a karstic network. This karstic relief, or "causse", is most often found where the subsoil is made up of limestone, but also chalk, marble, travertine, gypsum, sandstone or quartzite.
Karst landscapes are characterized by striking surface corrosion patterns and subterranean formations. In the case of offshore freshwater springs, the freshwater flows through the coastal karst relief, through conduits below sea level, and out from the depths of the sea to the surface.
For the record, the word "Karst" comes from Kras, a region of Slovenia where this type of relief is well represented. The word "Kras" was Germanized into Karst when the country became part of the Austro-Hungarian Empire. This particular relief was studied by Austrian geographers in the 19th century.
Almost 20% of the earth's surface is karst.
In France, karst landscapes can be found in almost half the country: in the Alps, the Pyrenees, the Jura, the Pre-Alps of Provence, the Lorraine Plateau, the Paris Basin, the Aquitaine Basin and the Causses.
How can we explain the existence of conduits located below sea level?
Quaternary glaciations (beginning at -1.75 Ma - end at -10 ka;) caused sea levels to drop by around 100 to 150 meters; the most significant was during the last glaciation, the Würm (between -80 and -10 ka), with a low level of around -120 meters at around -20 ka. Karst networks were able to develop on this low level, but only in regions where the climate was not too cold and allowed water to flow (warm Mediterranean and tropical regions). Elsewhere, frost prevented infiltration and hence underground flow.
In the Mediterranean, an extraordinary phenomenon occurred during the Messinian period (-5.5 Ma, end of Miocene). The Strait of Gibraltar closed under the pressure of Africa. In the Mediterranean, evaporation far outweighed the inflow of fresh water from rivers, and the sea level, no longer receiving water from the Atlantic, rapidly dropped by more than 1,000 meters.
After the rise of the sea, around 500,000 years later. The karst channels had developed down to the lowest limestone levels. Once the water had risen, the galleries found themselves below sea level, some blocked by sediment, others remaining gaping.
In the case of these offshore freshwater springs, the freshwater circulates in the coastal karst aquifer, passes through conduits below sea level and emerges at depth.
500,000 years later, the sea level rises again, submerging these aquifers in the process.
How does freshwater come to the surface?
These offshore freshwater springs can only exist if the freshwater load in the aquifer is high enough to push the denser seawater column.
In the case of the La Vise underwater source, located 30 meters below sea level, at equilibrium between freshwater and seawater, i.e. with no flow, the two columns must have the same mass (where Mass = Height x Cross-section x Density). The density of seawater is 1.03, while that of freshwater is 1. For the two columns, with the same cross-section, to balance, the height of the freshwater column must therefore be greater than "Height x 1.031" for freshwater to flow under the sea, i.e., for a depth of 30 meters, a column of 30.93 meters of freshwater, or a load of +0.93 meters on the aquifer above sea level.
Consequently, for the aquifer to be sufficiently loaded to overcome the seawater mass, the spring must be fed by flows in fairly marked relief dominating the coast.
The freshwater released rises to the surface as its density is lower than that of saltwater.
Exploitation of freshwater aquifers in Balaruc
The spring supplies thermal water to the town of Balaruc-les-Bains and drinking water to the town of Sète, and also contributes to the quality of the Thau lagoon ecosystem and the maintenance of traditional fishing and marine farming activities.
Studies and measurements of the Vise spring
To find out more about the gigantic freshwater reservoir beneath this resurgence, studies are being carried out and a flowmeter has been placed in the pond, 28 m below the surface. It revealed a flow rate of almost 300 liters of fresh water per second, gushing out at 22°.
This equipment is used to measure pressure, conductivity and temperature, as well as for quantitative and qualitative groundwater analysis.
The inversac de la Vise
The balance of freshwater resources in coastal aquifers is delicate. Indeed, any disturbance risks causing seawater to enter deeply into the aquifer, as is the case with massive freshwater withdrawals. In the case of coastal karst aquifers, the situation is even more sensitive due to the existence of sometimes wide-open conduits that allow seawater to penetrate very easily.
In Balaruc, this phenomenon is caused by a combination of two factors: a lack of rainfall, which reduces freshwater aquifers to a low-water level, and a rise in the level of the Etang de Thau due to storms and sea surges. The Vise spring absorbs water from the lagoon instead of supplying freshwater. The intrusion of dense brackish water from the Etang de Thau into the aquifer causes a sudden increase in the hydraulic head in the confined Jurassic limestone aquifer. This phenomenon spreads rapidly across the Balaruc peninsula in the vicinity of the spring, and can flood the basement rooms of homes.
One resident, for example, discovered 20 cm of water in his living room, France Bleu Hérault reported on December 1, 2020. I discovered a river in my house," he told the station. The water was coming out through the floor of my courtyard, and through some of the walls in the living room. I called the fire department, who set up seven pumps that have been running non-stop for forty-eight hours. I'd never seen anything like it.
Backwash could be seen on the surface of the pond where the waters of the pond enter the underwater source of the Vise. Sailors, divers, fishermen and bathers should avoid the Etang de Thau at all costs, as this can lead to dangerous siphon effects. This can last for days, weeks or even months, until it rains enough to recharge the water table.
This phenomenon may occur more frequently in the future, as a result of rising mean sea levels, lower rainfall, aquifer recharge and increased water abstraction.
To find out more about this inversac phenomenon, click on the link : film
Questions
Question 1: What geological event led to the creation of this underwater spring?
Question 2: Why does freshwater flow into the Thau lagoon? Explain your answer, based on your observations of the local topography.
Question 3 (optional): A photo of yourself or an object of yours with a characteristic feature of this place would be appreciated.
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