La Caverne aux Cristaux Géants, Mine de Naica

La mine de Naica, située sur la commune de Saucillo, dans l'état mexicain de Chihuahua, pourrait être une mine tout à fait ordinaire. Elle fait vivre les gens alentours en leur permettant d'extraire du sol des métaux comme le zinc, l'argent, le plomb. De nombreux habitants alentours y travaillent, et se retrouvent parfois le soir pour échanger quelques trouvailles insolites.

Une mine de cristal dans le désert

La caverne aux Cristaux Géants (img : National Geographic)

Car la mine de Naica n'est en définitive pas une mine ordinaire, elle recèle de fabuleux cristaux de sélénite en quantités folles. Et en taille aussi.

Dès 1910, des mineurs ont dégagé de petites cavernes lors de leurs excavations, et furent surpris en y entrant, de se retrouver littéralement dans un autre monde. Des cristaux de gypse d'une pureté rare, sur le sol, sur les murs et les plafonds. Cette cave, nommée par la suite la Cave des épées (Cave of Swords - Cueva de las Espedas) contenait d'extraordinaires spécimens dont certains atteignant 1 mètre de long, d'une beauté exceptionnelle. A 120 mètres au dessous du sol, on avait tout simplement l'impression de ne plus être sur Terre. Pourtant, le phénomène était prévisible : les facteurs qui confèrent une haute teneur de la roche en argent et en plomb, favorisent également la  formation de cristaux.

Cristal de selenite (crédits)

Au fil du temps et de l'excavation, d'autres grottes recelant de magnifiques cristaux furent également découvertes : L'Oeil de la Reine, la Grotte aux Bougies... De magnifiques sites dont les ouvriers de la mine ramenaient de tout aussi somptueux cristaux. La mine se faisait donc connaître pour sa quantité phénoménale de cristaux, ainsi que leur qualité exceptionnelle. Mais une découverte, bien plus tard, allait lui conférer une renommé nouvelle, et incontestablement mondiale.

Le 4 décembre 1999, alors qu'ils creusaient le sol sous la caverne aux épées, à 300 mètres sous terre, deux frères mirent à jour une nouvelle cave, plus grande, contenant également des cristaux, comme les caves précédentes. Excepté que ceux-ci avaient atteint une taille encore jamais observée sur Terre. De fabuleux cristaux de gypse atteignant 1,2 m de diamètre et 11,4 m de longueur, avec un poids maximum estimé à 55 tonnes, pour le plus grand d'entre eux. Une découverte proprement hallucinante, qui fait de la mine de Naica, à l'heure actuelle, le site possédant les plus grands cristaux du monde (en moyenne, pour les gros, 40 à 50 tonnes!).

Comment la Terre donne-t-elle naissance à de tels géants?

Dans un article datant de 1932, le fameux géologue américain Charles Palache se demandait : "Jusqu'à quelle taille peuvent croître les cristaux, et pourquoi?". A l'époque, on n'avait guère accès qu'à des cristaux de taille modeste, dont on imaginait alors un seuil, au delà duquel les cristaux ne pourraient plus se former. La découverte de la mine de Naica a changé la donne : il apparaît que les cristaux peuvent se développer tant que les conditions de croissance sont réunies, et ce, même jusqu'à des tailles tout à fait imposantes, jamais relevées jusqu'alors.

Très tôt, face à l'abondance des cristaux dont certaines caves étaient totalement remplies, devant leur aspect particulièrement pur, et surtout en raison de leurs dimensions phénoménales, géologues et autres scientifiques se sont demandés comment les grottes de la mine de Naica pouvaient receler de tels trésors. Quels mécanismes ont assisté leur formation?

Les cristaux géants de Naica (img 1)

Naica est située sur une ancienne faille géologique, et une chambre de magma souterraine profonde chauffe la grotte, jadis bombant le sol en tentant de s'échapper vers celui-ci, provoquant des fissures dans la roche, dans lesquelles l'eau sous haute pression, chargée d'éléments chimiques propices à la croissance minérale, s'infiltre. Après avoir érodé les roches calcaires, et créé de véritables trous dans la roche, l'eau chaude de plus de 50°C a remplit ces caves, constituant une bain chaud parfait pour l'agglomération des éléments chimiques et la constitution rapide de minéraux cristallins.

Lorsque la mine fut creusée, elle nécessitait de pomper et d'évacuer l'eau pour permettre le traitement des roches (plus de 60 000 litres par heures), ainsi, les caves se sont retrouvées vidées, laissant apparaître les cristaux magnifiques qui en ont fait le succès. Quand l'exploitation minière aura pris fin, toutefois, les grottes se rempliront à nouveaux d'eau et les cristaux reprendront leur formation. Les caves ne seront plus accessibles, mais la communauté scientifique actuelle entend bien amasser le maximum de données avant la date fatidique à laquelle on laissera la Terre, reprendre son activité normale.

Formation de cristaux en splendides bouquets (Naica)

Selon Stein-Erik Lauritzen [1], professeur de géologie à l'université de Bergen (Norvège), le processus de formation des cristaux géants remonte, d'après la datation à l'uranium-thorium, à près de 600 000 ans, il s'est interrompu lorsque l'homme a vidé les caves de leur eau. Les cristaux de la Caverne aux Cristaux Géants ont ainsi arrêté leur croissance en 1985. L'homme et les nouvelles conditions constituent non seulement une rupture dans la croissance du cristal, mais également une menace. Dans l'eau, les cristaux étaient relativement protégés des agents chimiques extérieurs (tels que le dioxyde de carbone), l'eau constituait également un soutien, quand les cristaux risquent désormais de succomber à leur propre poids.

Voyage au coeur de la grotte aux cristaux géants

De véritables tapisseries de cristaux

Il faut 20 minutes pour pour passer de l'entrée de la mine à la fameuse grotte. Si la température et l'humidité sont normales à l'extérieur - pour un endroit désertique - il n'en va pas de même à l'intérieur de la mine. L'air est saturé en eau et il y règne une chaleur étouffante, certaines grottes restant encore à 58°C, pour 90% d'humidité. Le magma souterrain chauffant la grotte n'est qu'à 1,6 km de la surface.

La visite de la grotte nécessite par conséquent un équipement spécial contenant de la glace pour réfrigérer le corps et l'air inspiré, sans lequel un homme ne pourrait supporter plus de quelques dizaines de minutes, l'atmosphère. De fait, même en étant protégé par l'équipement, les entrées dans la grotte se limitent généralement à 20 ou 30 minutes.

L'entrée dans la cave en révèle toute la splendeur : d'énormes cristaux balaient ou traversent la grotte. Les murs, le plafond, le sol, sont également recouverts de fragiles boursouflures cristallines qui commandent la prudence : l'homme détériore aisément les cristaux, en marchant dessus, ou ne serait-ce qu'en les frottant.

Le spécialiste des cristaux Juan Manuel García-Ruiz faisait partie de l'une des premières équipes scientifiques (2001) chargée d'étudier le grotte. C'est en examinant les bulles de liquide enfermées dans certains cristaux que lui et son équipe formulèrent l'hypothèse de la formation de ces cristaux[2]. Pendant des milliers d'années, l'eau saturé en sulfate de calcium à plus de 50° inondait les cavernes. Sous cette température stable, favorisant la formation, les minéraux se sont combinés en sélénite, constituant les briques élémentaires s'agglutinant pour créer le cristal.

Photo, Paolo Petrigniani

La Grotte aux Cristaux Géants a bénéficié d'une relative stabilité de la température pendant des millénaires, d'où les proportions gigantesques des cristaux. Dans d'autres caves, les fluctuations, avec refroidissement notable, a perturbé et ralenti la formation des cristaux - et c'est pourquoi les grottes situées au dessus de la Grotte aux Cristaux Géants, en contiennent de plus modestes (mais tout de même impressionnants!).

Microbes et pollen enfermés dans les bulles de liquides, comme de véritables capsules temporelles, ont également révélé que le désert entourant la mine de Naica, était autrefois une terre fertile couverte de forêts, il y'a 30 000 ans.

En 2006, le Naica Project fut initié pour préserver, explorer et se documenter sur ces fabuleux sites. En 2008, une équipe d'explorateurs trouva un petit passage indiquant qu'il pourrait y avoir encore d'autres caves interconnectées. C'est alors en 2009, lorsque la compagnie de la mine fora un trou de 600 mètres de profondeur (surnommé Robin Hole), que l'on décela de nouveaux cristaux géants à 150 mètres au dessous de la surface. National Geographic intervint et commanda alors deux expéditions, l'une pour explorer de fond en comble la Cave aux Cristaux Géants et tenter de trouver des entrées vers d'autres chambres, l'autre, passant par Robin Hole, devait regarder si d'autres caves avaient été mises à jour par le forage.

Les équipes comprenant notamment des astrobiologistes et des spécialistes en virologie, devaient également effectuer des prélèvements de cristaux contenant les fameuses bulles de liquide emprisonnées. Ces bulles pourraient révéler l'existence d'organismes extrêmophiles, comme des bactéries, ou de leur traces, qui permettraient de se documenter sur les formes de vie dans des conditions difficiles.

Pour les astrobiologistes comme le Dr Penelope Boston, de tels organismes pourraient indiquer où et comment chercher les formes de vie lorsque l'on essaie de les trouver hors de la Terre. Pour les virologues comme le Dr Curtis Suttle, le but des prélèvements consisterait plutôt à chercher d'anciennes formes de virus prisonnières des bulles depuis un demi-million d'années.

L'équipe descendant dans le conduit de ventilation (Robin Hole), n'a trouvé que des cristaux de petite taille, mais l'un des tunnels repéré n'a pu être exploré. L'équipe explorant la Cave aux Cristaux Géants, par contre, a ramené images et vidéos époustouflantes, qui ont permis à National Geographic de créer un documentaire magnifique, présentant cet endroit hors norme.

Il s'agissait peut être des dernières explorations possibles avant la fermeture de la mine et l'inondation des caves. Les cristaux reprendront leur formation et qui sait, peut être que dans le futur, les nouvelles générations re-découvriront un jour une somptueuse grotte au dessous du sol mexicain, contenant d'époustouflants cristaux d'une taille jamais relevée jusqu'alors...

Une série de clichés pris depuis l'intérieur de la grotte, qui montrent la taille impressionnante des cristaux par rapport à l'équipe d'explorateurs.

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[1] Shea N. (2008). "Cavern of Crystals Giant". National Geographics

[2] García-Ruiz J.M., Villasuso R., Ayora., Canals Angels., Otálora F. (2007) "Formation of natural gypsum megacrystals in Naica", Mexico. Geology, April, 2007, v. 35, p. 327-330, doi:10.1130/G23393A.1
Crédits photos : de nombreuses photos reportées pour National Géographic par les équipes successives d'explorations. Photo 1 : Javier Trueba/Madrid Scientific Films. 

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