CHAPITRE I

DE LA STRUCTURE DE LA TERRE

Idée générale. — La terre, prise dans le sens le plus étendu que l’on attribue à ce nom, peut être considérée comme composée de trois enveloppes et d’un noyau central.

La première enveloppe extérieure est connue sous le nom d’atmosphère; elle est entièrement à l’état gazeux, et, d’après ce que nous en connaissons, elle est presque entièrement composée d’air, substance dont nous avons fait connaître les caractères, page 137. Nous nous bornerons, en conséquence, à ajouter que l’atmosphère forme, avec les parties liquides et solides de la terre, un sphéroïde concentrique où la différence proportionnelle de l’axe avec le diamètre qui passe par l’équateur est plus grande que dans le sphéroïde intérieur. La densité de l'air étant 10440 fois moindre que celle du mercure, et, dans nos latitudes moyennes, l’atmosphère, prise au niveau de la mer, faisant équilibre à une colonne de mercure de 7G2 millimètres, on pourrait en conclure que la hauteur de l’atmosphère serait de 7955 mètres, si sa densité était toujours la même ; mais, l’air étant un corps soumis aux lois de la pesanteur, sa densité va toujours en diminuant à mesure que l’on s’éloigne de la surface de la terre, de sorte que l’atmosphère s’étend à une bien plus grande hauteur. On n’a pas de moyens pour calculer d’une manière très exacte l’étendue de l’atmosphère; cependant, la manière dont la lumière du soleil sc manifeste encore par l’effet de la réfraction lorsque cet astre est au dessous de l’horizon, fournit quelques moyens d’observations, et MM. Bravais et Martens ont conclu de vingt et une observations cré-

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puseulaires faites au sommet du Faulhorn, à l’altitude de 2688 mètres, que la limite supérieure de l’atmosphère pouvait s’élever à 115000 mètres au dessus du niveau de la mer.

La seconde enveloppe de la terre, qui est interrompue sur plusieurs portions du globe, se compose des eaux, corps dont nous avons également indiqué les caractères, page 138, et dont la distribution à la surface de la terre est exposée dans la Géographie.

Quant au noyau central, il nous est tout à fait inconnu ; mais on verra dans la Géogénie qu’il y a lieu de supposer qu’il est à l’état liquide.

Il ne nous reste donc à étudier ici que la troisième enveloppe qui est une écorce solide. Cette écorce paraît entourer tout le globe terrestre, mais sa vue nous est souvent cachée par les eaux. Elle est traversée par une multitude d e joints qui la divisent en masses plus ou moins séparées, lesquelles varient par leurs formes et par leur allure.

Les joint» qui se trouvent dan» l'écorce terrestre peuvent être rangés dans cinq modifications que nous appelons joints de texture, joints de stratification, joints injection, fissures et failles.

Les joint» de texture diffèrent des autres parce qu’ils ne donnent pas naissance à des masses, mais qu’ils déterminent seulement les textures cristalline , feuilletée et conglomérée qu’affectent certaines substances minérales, et que, au lieu d’établir de véritables solutions de continuité entre les parties qu’ils séparent, il y a communément plus ou moins d’adhérence entre ces parties.

Les joints de stratification ont pour caractère principal de ne jamais se couper, ni de couper d’autres joints ; ils ont aussi de la tendance à être parallèles et à se prolonger sur une étendue considérable, surtout lorsque leur position est à peu près horizontale.

Les joints d'injection ont pour caractère principal de couper les joints de stratification; comme il arrive quelquefois qu’ils se propagent sur une certaine étendue parallèlement à ces derniers, sans que l’on aperçoive le point d’intersection, on ne peut alors les distinguer que par la circonstance que la masse qu’ils limitent est de la nature de celles qui sont ordinairement limitées par des joints d’injection et non par des joints de stratification.

Les fi»»ure» ont pour caractère principal d’établir de nouvelles divisions dans les masses limitées par les joints de stratification et d’injection ; mais il est très difficile d’exprimer d’une manière générale les moyens de les distinguer de ces joints, et souvent cette distinction ne peut se faire que par un ensemble de circonstances que l’usage seul

npprend ù apprécier. Un caractère cependant qui s’observe dans les fissures, et qui n’a pas lieu dans les joints de stratification et d’injection, c’est qu’elles se perdent au milieu d’une même masse. On peut dire aussi que les fissures sont plus irrégulières, qu’elles sont plus rarement parallèles que les autres joints, et que les solides qu’elles limitent ont plus souvent la forme de prismes irréguliers, dont les dimensions sont ordinairement moins étendues que celles des masses limitées par les joints de stratification ou d’injection, et qui surtout présentent rarement les formes aplaties qui caractérisent les masses séparées par les joints de stratification.

Les fissures sont parfois restreintes dans une même masse, mais d’autres fois la même fissure se propage dans un grand nombre de masses distinctes en croisant les autres joints sous des angles plus ou moins ouverts. Du reste, quoiqu’il n’v ait en général aucun rapport entre les fissures et les joints de stratification, on remarque que celles-là sont souvent perpendiculaires à ceux-ci; et, quoique la combinaison de ces deux espèces de joints tende à diviser l’écorce du globe en prismes irréguliers, il arrive quelquefois, notamment dans les basaltes, que ces prismes présentent une certaine régularité.

Les failles ne sont à la rigueur que de grandes fissures qui se propagent sur une longueur considérable et qui concordent avec un dérangement dans le niveau des parties correspondantes ; de manière que la même assise se retrouve à un niveau plus haut ou plus bas d’un côté de la fissure que de l’autre, comme si l’un des deux massifs s’était élevé, tandis que l’autre serait demeuré en place ou aurait fait un mouvement en sens contraire.

Les masses dans lesquelles l’écorce de la terre se trouve divisée présentent un grand nombre de formes que l’on distingue en originelles et accidentelles : ces dernières sont déterminées par les fissures et les failles et ne donnent pas lieu à une étude spéciale, mais il n’en est pas de même des formes originelles dans lesquelles on peut distinguer cinq catégories principales, que l’on désigne par les noms de couches, de typhons , de fions , de coul/es et d’amas.

Les couches ou strates sont des masses beaucoup plus étendues dans le sens de leur longueur et de leur largeur que dans celui de leur épaisseur, et qui sont posées les unes sur les autres, sans croiser ni couper d’autres masses. Les deux faces d’une couche sont souvent parallèles, mais il arrive parfois que la couche éprouve des renflements et des rétrécissements plus ou moins considérables.

Les mots bancs et lits sont quelquefois considérés comme synonymes

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de couches; mais ordinairement on les applique plus spécialement aux couches d’une nature particulière qui se trouvent intercalées dans un système de couches d’une autre espèce, avec cette distinction que le nom de banc se donne de préférence ù des couches cohérentes, tandis que celui de lit est plus ordinairement employé pour désigner des couches meubles; ainsi on dira qu’une montagne est composée de couches de calcaire, renfermant des bancs de silex et des lits d’argile.

Par le nom de nappes on désigne aussi des couches particulières qui diffèrent des masses avoisinantes, mais qui, au lieu d’être intercalées dans celles-ci , comme les bancs , forment l’assise superficielle du massif.

Les typhons, plus communément appelés masses non stratifiées, sont des parties de l’écorce du globe qui présentent une épaisseur considérable sans être divisées en couches, mais deux circonstances sont cause qu’il est souvent très difficile de distinguer ces masses des roches stratifiées ; la première, c’est que des couches d’une épaisseur considérable pourraient être prises pour des typhons, la seconde c’est que ces masses étant ordinairement traversées par une grande quantité de fissures, il est très difficile de savoir si, parmi les joints que l’on aperçoit, il n’y en a pas qui soient le résultat de la stratification. Du reste, il est probable que les typhons que nous voyons à la surface de la terre ne sont que des protubérances d’immenses masses qui composeraient de grandes portions de l’écorce terrestre.

Les filons sont des masses minérales qui ont, comme les couches, une longueur plus considérable que leur épaisseur; mais ils diffèrent des couches en ce qu’ils coupent dans diverses directions les masses minérales dans lesquelles ils sont intercalés, et se coupent aussi les uns les autres lorsqu’ils se rencontrent avec des directions différentes.

Les filons se divisent en plusieurs branches, sc développent en certains endroits, se resserrent dans d’autres, s’interrompent même tout à fait pour reparaître un peu plus loin. Iæs matières qui les composent sont ordinairement différentes de celles des masses qu’elles traversent, ou tout au moins elles présentent des caractères particuliers.

On peut distinguer dans les filons quatre modifications principales que nous désignons par les noms de fions coniques ou culots, de fions muriformes ou dykes, de fions proprement dits ou cristallins, et de fions fragmentaires.

Les culots ont une forme plus ou moins conique; ils sont quelquefois entièrement cachés dans les matières qu’ils traversent, mais d’autres fois ils forment au-dessus de celles-ci des élévations plus ou moins connotât DI GÎ3L0GII. tJ

GËOCNOSIE.

sidérables. Il est probable que ces niasses se prolongent jusqu’à des typhons inférieurs dont on peut les considérer comme des appendices.

Les ilykes diffèrent des culots eu ce que, au lieu d’avoir la forme de cône, ils donnent le plus souvent l’idée de murs plus ou moins épais qui se prolongent au milieu de roches de nature différente. Il est probable que, de même que les culots , ils se rattachent intérieurement à des typhons de même nature.

Les liions proprement dits renferment ordinairement une grande variété de substances à l’état cristallin et forment les gîtes les plus abondants de minéraux, surtout des substances métalliques. On peut toujours y distinguer des matières principales et des matières accessoires; celles-ci sont disséminées dans les premières en cristaux, eu grains et en veines, ou elles alternent avec elles par bandes minces, ou enfin elles se trouvent dans des cavités dont elles tapissent les parois. Dans les filons métallifères, les parties non métalliques qui forment communément la partie principale sont désignées par le nom de yanyue. Lorsque plusieurs branches de ces filons ou lorsque plusieurs filons différents sont rapprochés les uns des outres, la masse qui se trouve, pour ainsi dire, pénétrée par un reseau de filons est appelée alockteerk par les mineurs allemands.

Les flloriK fragmentaire*! sont en général composés de fragments plus ou moins gros ou de matières meubles. Ils se terminent quelquefois vers la surface de la terre par des espèces de chapeaux qui sont stratifiés en forme de bassins : on en remarque qui ont leur plus grande largeur vers le haut et qui ne s’étendent pas à une grande profondeur ; d’autres fois ils se lient intimement dans leur partie inférieure avec des filons cristallins. Quand ces filons meubles ont une certaine puissance et sont composés de diverses matières, il arrive souvent que ces matières s’enchevêtrent et s’entrelacent les unes dans les autres dans toute l’étendue connue du filon.

Les coulées sont ordinairement des masses superficielles qui ont pour caractère principal de présenter la forme d’un torrent qui se serait subitement solidifié.

On appelle amas des masses qui ne sont pas assez étendues pour être rangées dans les typhons, dont les formes s’éloignent trop de celles d’une nappe, d’un mur, d’un cône ou d’un torrent, pour qu’on les appelle couches, filons ou coulées, et qui sont trop volumineuses pour être réputées fragments. Mais, comme il n’y a aucune limite tracée à ce sujet, et, en supposant qu’il y en eût, comme il arrive souvent que l’on ne peut apprécier les dimensions des masses minérales, on sent que l’ap-

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plication du nom d’amas est fort arbitraire ; du reste, on laisse ce nom à des masses qui composent des collines entières, et à d’autres qui n’ont que quelques mètres cubes.

Les amas sont ordinairement intercalés dans des masses de nature différente, et alors ils ont souvent la forme de boudins, d’œufs, d’amandes ou de lentilles, mais dans des proportions gigantesques; d'autres fois, ils sont déposés à la surface du sol, et alors ils prennent souvent la forme de poches ou de bateaux. En général les amas ne sont que des couches ou des filons qui n’ont pas les dimensions en longueur et en largeur qui caractérisent ces masses ; dans le premier cas on leur donne ordinairement le nom d 'amas couché s.

On entend par allure «Time niasse minérale l’ensemble des circonstances relatives à la position et à la puissance de cette masse. On dit que l 'allure est régulière quand ces diverses circonstances demeurent à peu près les mêmes sur une grande étendue, et qu’elle est irrégulière lorsqu’elles éprouvent des variations considérables.

Comme les masses minérales sont rarement parfaitement horizontales, on distingue ordinairement dans leur position une direction et une inclinaiton. Cette dernière est l’angle que forme le plan de la masse avec l’horizon, auquel on ajoute la désignation du point vers lequel il plonge; ainsi l’on dit que telle masse est inclinée de tant de degrés, plonge à l’est, à l’ouest, etc., ou simplement qu’elle plonge vers tel point, sous tel angle. La direction d'une masse est celle d’une ligne horizontale menée sur son plan ; indiquer la direction, c’est assigner les points de l’horizon vers lesquels cette ligne se dirige. On doit remarquer que la direction et l’inclinaison étant à angle droit, on peut conclure la première de la seconde : ainsi, dire qu’une masse plonge à l’est ou à l’ouest, c’est indiquer tacitement qu’elle se dirige du nord au sud. En prenant l’inclinaison et la direction d’une masse, on fait abstraction de3 sinuosités ; de même qu’en indiquant la direction d’une rivière on fait abstraction de tous ses détours.

Quoiqu’il soit très rare que des masses minérales aient une position parfaitement horizontale, ou est dans l’habitude d'appeler stratification horizontale celles des couches qui ne penchent que d’un petit nombre de degrés, et stratification inclinée ou relecée celle des couches qui sont fortement inclinées ou mêmes verticales. Lorsque deux systèmes de couches en contact conservent leur parallélisme, on dit que ces systèmes sont en stratification concordante ; lorsque, au contraire, l’inclinaison est différente, on dit qu’ils sont en stratification discordante. Enfin, lorsqu’un système supérieur, dépassant les limites du système inférieur, s’étend

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<;éoi;nosik.

sur plus d’un système, on dit que la stratification est transgressive, soit qu’il y ait concordance ou discordance dans l’inclinaison.

Lorsqu’un système de couches est disposé de manière que celles-ci remplissent une dépression du sol inférieur, et sont par conséquent plus relevées sur les bords que vers le milieu, on dit que ces couches forment un bassin; si, au contraire, c’est le milieu qui est le plus élevé, on dit que ces couches forment une route ou une selle. La ligne qui passe par la partie la plus basse d’un bassin se nomme ligne synclinale, tandis que celle qui passe par le sommet d’une voûte est appelée ligne anticlinale. Ces dénominations s’appliquent également, selon le cas, à toute ligne qui est censée représenter l’intersection de deux inclinaisons en sens opposés, lors même que les deux systèmes de couches sont séparés par une dépression du sol ou par une masse minérale différente.

Lorsque l’on voit au jour les épaisseurs des couches, on dit qu’elles présentent leurs têtes ou leurs tranches, selon que la partie que l’on veut désigner forme le sommet ou le côté du système de couches.

L’éeorcc du globe renferme aussi des cavités souterraines que l’on désigne par diverses dénominations qui tirent leur origine de leur forme, des idiomes locaux ou des événements, souvent fabuleux, que l’on suppose s’y être passés.

En général on donne le nom de cavernes à celles de ces cavités qui présentent une certaine étendue, et qui se composent ordinairement d’une série de renflements et d’étranglements, c’est à dire d’espèces de salles plus ou moins vastes qui communiquent entre elles par des couloirs plus ou moins resserrés.

Les cavernes sont en général tortueuses et se ramifient en diverses branches. Elles ont tontes sortes de directions : les uues courent dans un sens parallèle au sol; d’autres s’enfoncent, comme des puits, vers l’intérieur de la terre. Tantôt elles ont une ouverture au jour; d’autres fois elles sont tout à fait masquées, et l’on ne découvre leur existence que par des travaux souterrains. Tantôt elles renferment de vastes réservoirs d’eau ; ailleurs elles servent à l’écoulement de rivières souterraines, et l’on voit quelquefois des fleuves qui se perdent en tout ou en partie dans une caverne pour reparaître à des distances plus ou moins éloignées.

Lrs parois des cavernes sont presque toujours très iuégalcs, hérissées d’aspérités et creusées par des excavations irrégulières qui pénètrent plus ou moins dans le rocher , souvent elles sont décorées par des concrétions calcaires qui prennent diverses formes, telles que celles de mamelons, de stalactites, de colonnes, de draperies, et qui brillent quelquefois de l’éclat le plus vif lorsque la lumière vient frapper leurs parois.

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Le nom de grotte est souvent employé comme synonyme de celui de caverne; cependant on l’applique plus communément aux petites cavernes qui ne se composent que d’une seule salle.

Lorsque des cavités, au lieu de présenter des espèces de salles, traversent entièrement des massifs étroits, on leur donne les noms àz ponts naturels , rochers troués , etc.

On désigne ordinairement par le nom de four s à cristaux des cavités dont les parois sont tapissées de cristaux, et dont les dimensions ont quelques rapports avec celles des fours à cuire le pain ; lorsque les cavités de ce genre deviennent trop petites pour être rapportées à un four, on leur donne le nom de géodes.

Au surplus, de même qu’il y a un passage des grandes vallées aux petites crevasses que l’on remarque dans un roclier gercé, la nature présente aussi des passages depuis les immenses cavernes, qui ont plusieurs inyriamètres d'étendue, jusqu’aux pores, imperceptibles à l’œil, dont la physique nous apprend l’existence au milieu de corps à texture compacte.