3) La formation du site et ses caractéristiques géologiques

a) Le gouffre du Cul du Cerf
L’eau fut et reste le créateur de cette œuvre remarquable. D’autres facteurs l’ont assisté dans cette tâche. La géologie locale indique une puissante couche argileuse (en rouge), surmontée par un plateau calcaire utilisé comme réservoir d’eau phréatique dont le support est la couche argileuse. Les effondrements (en orange) sont dus à l’accumulation de couches successives de calcaire et d’argile. L’infiltration et l’accumulation de l’eau dans ces couches associées au changement climatiques (ère glaciaire) ont crées ces effondrements. Les actions de gel et de dégel (succession des ères glaciaires notamment) délitent les blocs de calcaire et cause alors des effondrements à certains endroits.
La Manoise est une rivière qui emprunte un complexe réseau de galeries souterraines dans le calcaire avant de surgir dans le creux du Cul du Cerf. Au moment de la formation du site, la Manoise avait sans doute un débit beaucoup plus important qu’aujourd’hui. Cela a permit de dissoudre et transporter les blocs de calcaire détachés par les aléas climatiques. C’est ainsi que le gouffre s’est formé, par érosion régressive, c'est-à-dire ici que les calcaires dévalent les pentes du gouffre, ne laissant pas le temps à la végétation de s’installer. Les débris de roches sont ensuite transportés et désagrégés par la Manoise.
Les pentes très raides favorisent l’éboulent du calcaire à
b) La Source de la Manoise
La Manoise a pour caractéristique d’être une rivière en partie souterraine, puis aérienne. Elle jaillit à la surface au niveau du Cul du Cerf et afflue ensuite dans le Rognon. Sous parcours souterrain s’effectue sous le plateau calcaire oxfordien depuis Gondrecourt-le-Château jusqu'à la source du Cul du Cerf. La Manoise est à l’origine du site thermal de Grand et ne surgit qu’exceptionnellement du plateau calcaire. Cela ne s’est d’ailleurs produit que deux fois en 100 ans : En 1910 après une fonte subite des neiges et en 1990 après de très fortes pluies. Ces débordements épisodiques traduisent un engorgement du réseau karstique naturel, l’eau surgit alors et traverse le village.
Ce ruisseau a entaillé le plateau calcaire de 90m d’épaisseur. La source jaillissant à 75m en dessous du niveau du plateau, on peut conclure que le massif carbonaté est saturé en eau sur 15m. Toutes ces caractéristiques sont favorables à l’apparition de nombreux phénomènes karstiques, dont les gouffres de la forêt de Trampot. Les eaux de la Manoise, chargées en dioxyde de carbone, ont crée et empruntent un vaste réseau de galeries souterraines dans le calcaire. Ce réseau est sans doute à l’origine de la formation des gouffres de Trampot (expliqué dans le II, 4)
ß Galeries souterraines creusées par la Manoise avant son jaillissement au Cul du Cerf
c) L’histoire géologique se poursuit
Il est évident que l’érosion qui a modifié les paysages au fil des millénaires continue. Celle-ci est par exemple très rapide sur les bords du Cul du Cerf, en 30ans, ces derniers ont reculés de 1.50m, se rapprochant dangereusement de la route départementale qui borde le site. Si le trou s’élargit, la Manoise emporte toujours autant de sédiments vers ses affluents. Les galeries souterraines se modifient également, au fil de l’importance du débit de la source. Avec l’érosion, une rivière creuse davantage son lit, modifie l’aspect et érode les roches qu’elle rencontre. Les changements climatiques accélèrent également ce processus (ère glacière par exemple). Les paysages actuellement sont différents de ceux d’hier, et de ceux de demain.