THÉORIE DES PHÉNOMÈNES ÉRUPTIFS

Définition de la géothermique. — Les actions internes que nous avons étudiées offrent ce caractère commun, qu'elles s'exercent en des points bien déterminés de Técorce terrestre, Sans doute elles ont toutes pour principe l'énergie calorifique intérieure ; mais rien ne nous autorise encore à faire dériver cette énergie d'un foyer unique et l'on pourrait, à la rigueur, imaginer qu'il existe, dans le globe supposé solide, autant de cavités distinctes, remplies de matières fluides à haute température, qu'il y a de centres d'activité volcanique ou thermale.

Pour déterminer laquelle des deux hypothèses doit être préférée, il importe de rechercher s'il ne se passe pas, dans l'écorce terrestre, quelque phénomène absolument général, propre à démontrer la continuité de la source de chaleur. C'est ce que nous allons vérifier en dirigeant notre attention vers un nouvel ordre de faits, dont l'étude forme, sous le nom de Géothermique, un des chapitres les plus intéressants de la science du globe.

Propagation de la chaleur dans le sol. Zone à température invariable. — Nous avons vu plus haut quel ensemble de conditions réglait, en chaque point, la température de l'air au-dessus de la terre ferme. Cette température, que partage la couche superficielle du sol en contact immédiat avec l'atmosphère, varie à tout instant, en raison de la hauteur du soleil et du jeu des saisons. Mais, pour peu qu'on s'enfonce dans le sous-sol, les variations de la chaleur sont lentes à se propager, les roches, meubles ou compactes, ayant en général une très faible conductibilité calorifique. Ainsi, à Paris, l'influence d'un changement survenu dans la température de l'air ne devient sensible qu'au bout de trente-huit Jours à travers une tranche de sol d'un mètre d'épaisseur.

Il suit de là qu'à une certaine profondeur, variable en chaque lieu avec l'amplitude des oscillations annuelles de la colonne thermométrique, il existe une zone où les variations de la

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température ne peuvent plus se faire sentir et où, par conséquent, le thermomètre doit demeurer immobile, accusant toujours la moyenne annuelle de Vair au lieu correspondant. Cette invariabilité est réalisée à Paris pour une profondeur de 10 mètres, et c'est ainsi que, dans les caves de l'Observatoire, le thermomètre centigrade se tient constamment à 10°,8 au-dessus de zéro, moyenne de la température pour l'atmosphère parisienne depuis le moment où l'on a commencé à l'observer régulièrement. Sous l'équateur, où les saisons sont à peine marquées, la couche de température constante se rencontre à peu près à 1 mètre de profondeur. Mais plus on remonte vers les cercles polaires et plus il faut l'aller chercher loin de la surface.

Augmentation de la chaleur avec la profondeur. Sources géothermales. — S'il n'existait aucune source de chaleur à l'intérieur du globe, la température, à partir de la couche invariable, devrait être constante jusqu'au centre. Il n'en est pas ainsi, et l'expérience des mineurs a depuis longtemps établi que plus on descend, plus la température s'élève, dans des proportions que ni la combustion des lampes, ni la respiration des ouvriers, ni les réactions chimiques admissibles ne sauraient expliquer. Ce résultat est absolument général. Il n'est pas une excavation profonde qui n'en fournisse la démonstration, non seulement près des volcans, mais à des milliers de kilomètres de tout centre éruptif. Le fait se vérifie jusque sous le sol glacé des plaines de la Sibérie, dans les environs d'Iakoutsk, dont la moyenne annuelle est de 10° audessous de zérOf et où les puits finissent par rencontrer, à 125 mètres de la surface, une zone qui permet l'existence de l'eau à l'état liquide. L'eau des puits artésiens de Paris jaillit, d'une profondeur de 600 mètres, avec une température de 28° centigrades et, pendant le percement du souterrain de Saint-Gothard, le thermomètre, qui marquait 10° aux extrémités, montait au milieu, sous une épaisseur de 1 700 mètres de terrain, à 30°,8, tandis qu'au mont Cenis, sous une verticale de 1 600 mètres, il avait atteint 30°, 1.

On remarquera que l'existence de cette chaleur interne doit suffire pour expliquer à elle seule l'apparition de cer-

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taines sources chaudes. L'eau qui s'est infiltrée à travers les fentes d'un massif montagneux peut se trouver ainsi conduite dans des régions où elle s'échauffe notablement au-dessus de la température moyenne de la surface. Si alors une autre fente lui ouvre une voie facile vers le dehors, la simple pression hydrostatique l'y ramènera, sans que l'action volcanique y soit pour rien. De telles sources peuvent être appelées géothermcLles,

Degré géothermique. — Le fait de l'augmentation de la chaleur avec la profondeur étant universellement constaté, il reste à voir à quelles règles obéit cet accroissement.

Si l'on appelle degré géothermique la distance verticale qu'il faut parcourir pour que le thermomètre monte de 1 degré centigrade, on trouve, à la suite d'un premier examen des résultats fournis par un grand nombre de mines, que la valeur de ce degré varie d'une mine à une autre, et qu'elle oscille depuis un minimum de 16 mètres jusqu'à un maximum de 118 mètres, la moyenne se tenant habituellement entre 42 et 55 mètres. D'autre part, les sondages artésiens, pour des profondeurs atteignant 600 mètres, donnent des résultats à la fois plus faibles et beaucoup plus concordants, presque toujours compris entre 30 et 32 mètres.

De telles différences n'ont rien qui puisse étonner. En effet, le mode de propagation de la chaleur dans l'écorce terrestre doit varier avec la nature et la porosité des roches, avec l'inclinaison des couches et leur état de dislocation, qui permet tantôt la (descente des eaux froides de la surface, tantôt l'accès des eaux ou des vapeurs chaudes venant de l'intérieur. Il n'y a donc pas lieu de s'arrêter à ces variations de détail, dont l'importance s'efface absolument devant le résultat des expériences décisives exécutées, avec toutes les précautions convenables, à l'occasion des trois sondages les plus profonds qui aient encore été entrepris. Nous voulons parler du sondage de Sperenberg, près de Berlin, poussé à 1 267 mètres de la surface, de celui de Schladebach, non loin de Leipzig, dont la profondeur a dépassé 1700 mètres, enfin de celui de Paruschowitz, en Silésie, où la sonde a atteint 2 003 mètres.

Le premier a donné une température au fond de 48<^,1;