FORME EXTÉRIEURE, STRUCTURE ET ORIGINE DES MONTAGNES VOLCANIQUES

J'ai déjà parlé, dans le dernier chapitre (t. II, p. 266), de l'origine des cônes volcaniques à sommets cratériformes. J'ai traité aussi, plus à fond, de ce sujet, dans les Principes de Géologie (chap. xxiv à xxvn) où sont décrits le Vésuve , l'Etna, Santorin etBarren Island. La formation de ces montagnes ou îles est de beaucoup antérieure à l'ère historique. Leurs portions les plus anciennes montrent les mêmes traits extérieurs et la même structure que la plupart des volcans éteints d'époques encore plus reculées. Or, ces derniers sont évidemment dus à une série complexe d'opérations qui ont différé avec les circonstances, suivant que l'accumulation s'est opérée au-dessus ou au-dessous du niveau de la mer, que la lave s'est échappée d'une ou de plusieurs issues contiguës, et enfin que les roches soumises à la fusion, dans les régions souterraines, ont contenu plus ou moins de silice, de potasse, de soude, de chaux, de fer et d'autres éléments.

Nous connaissons mieux les effets des éruptions survenues au-dessus des eaux, c'est-à-dire de celles appelées subaériennes ou sus-marines. Cependant les produits même de ces dernières sont agencés avec tant de complication, qu'on a émis à leur égard quantité d'opinions contradictoires ; nous en examinerons quelques-unes dans ce chapitre.

Cratères et Calderas. — Iles Sandwich. — Dans la partie géologique du Voyage d'Exploration entrepris sous les

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auspices des États-Unis et publié en 1849, M. Dana nous apprenti que deux des principaux volcans des îles Sandwich, les monts Loa et Kea, en Owyhee, sont de vastes cônes

Fig. 693. — Mont Loa, îles Sandwich. (Dana.)

a. Cratère du sommet. — b. Cratère latéral de Kilauea.

Les lignes ponctuées indiquent une colonne supposée de roche solide laissée par la lave qui

s'est consolidée après les éruptions.

tronqués, de plus de 4,000 mètres de haut (fig. 693), égalant chacun deux fois et demie l'Etna par leurs dimensions.

Des sommets de ces monts, qui bien qu'élevés sont dépourvus de pittoresque, et par des ouvertures situées non loin de leur extrémité supérieure, ont coulé successivement des courants de lave, larges souvent de 3 kilomètres ou plus, et quelquefois longs de 42 kilomètres. Ces courants, sortis l'un après l'autre, quelques-uns à des époques modernes, ont suivi toutes les directions, à partir du sommet du cône, et parcouru des pentes inclinées de 4 à 8 degrés, mais, en quelques endroits, beaucoup plus abruptes. Parfois des crevasses profondes, ouvertes sur les lianes de ces montagnes coniques, ont été remplies par des coulées de lave qui passaient à la surface, et la matière liquide, en se consolidant dans les fissures, a formé des dykes.

Le cratère latéral de Kilauea, b (fig. 693), est situé à une hauteur de 900 à 1,210 mètres au-dessus du niveau de la mer ; il a donc environ la même élévation que le Yésuve. Il présente à son milieu une immense dépression de 300 mètres de profondeur, dont le bord ne mesure pas moins de 3 à 5 kilomètres de diamètre. On voit ordinairement la lave bouillir au fond, dans une sorte de lac dont le niveau change continuellement, le liquide s'élevant ou s'abaissant de plusieurs centaines de décimètres, suivant l'état d'activité ou de repos du volcan. Mais, au lieu de déborder par-dessus le cra-

Cil. XXIX.] DES MONTAGNES VOLCANIQUES. 3 1 3

tère, comme cela arrive d'ordinaire dans les soupiraux volcaniques, la colonne de roche fondue, dès que la pression est arrivée, à son paroxysme, se fraye un passage à travers quelque galerie souterraine ou fente conduisant à la mer. M. Coan, missionnaire américain, a décrit une éruption qu'il observa en juin 1840, au moment où la lave, qui s'était élevée trèshaut dans le gouffre, commençait à couler. Sa direction fut annoncée d'abord par l'apparition d'une lumière vive partant du fond d'un ancien cratère appelé Àrare. Ce cratère, actuellement recouvert d'une forêt, est profond de 120 mètres ; il est situé à 9 kilomètres est de Kilauea. La concordance de celte lumière vive avec la décharge ou paracentèse du grand réservoir, fut suivie d'un changement considérable dans le niveau de la lave à Kilauea : celle-ci baissa pendant trois semaines, jusqu'à ce que l'éruption eût cessé, et alors le lac était descendu à 120 mètres au-dessous du niveau qu'il occupait auparavant. Le passage de la matière fluide, de Kilauea à Arare, eut donc lieu sous terre, et M. Coan suppose que ce fut à plus de 300 mètres au-dessous de la surface. La seconde indication de la marche souterraine de la même lave se montra à 2 ou 3 kilomètres d'Arare : la coulée de feu fit éruption, et vint se répandre extérieurement sur une surface de plusieurs hectares; elle reprit ensuite sa route sous le sol, s'avança sur des kilomètres entiers dans la direction de la rner, et reparut une troisième fois au fond d'un autre ancien cratère également recouvert d'arbres, qu'elle remplit en partie. Le courant disparut encore sur plusieurs kilomètres, puis il se fraya une nouvelle issue, et celle-ci fut la dernière, à 43 kilomètres de Kilauea, sur un point que le Capitaine Wilkes assure être à 380 mètres au-dessus du niveau de la mer. De là, le courant suivit une longueur de 19 kilomètres à ciel ouvert, puis il se précipita d'une falaise de 15 mètres de haut, et coula ensuite pendant trois semaines à la mer. Il avait parcouru 60 kilomètres depuis Kilauea. La croûte du sol, sur toute la route suivie par la lave souterraine, était traversée d'innombrables fissures rejetant de la vapeur, et,

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en quelques points, la roche sous-jacente était soulevée de 6 à 9 mètres.

Ainsi, ce seul volcan fournit à la fois l'exemple d'une lave coulant du sommet d'un cratère très-élevé, et d'une matière fondue progressant sous terre. Quant à celle-ci, a-t-elle formé des nappes entre les produits stratifiés des précédentes éruptions, ou bien les a-t-elle pénétrés par des fentes obliques ou verticales? On ne saurait répondre à cette question. Sur un point en particulier, et sur une certaine étendue, on dit qu'elle s'est dirigée latéralement, soulevant le sol sur son passage.

La coupe suivante du cratère de Kilauea due à M. Dana est tracée suivant le plus court diamètre ab, qui mesure environ 2,285 mètres. Les rochers formant la ceinture ac et bd

Fig. 694. — Coupe du cratère de Kilauea, îles Sandwich. (Dana.)

a, b. Bords extérieurs de la dépression suivant son plus court diamètre. — c, e, f, d. Black-

ledge. — gh. Lac de lave.

sont la plupart tout à fait verticaux, et s'élèvent à 200 mètres; ils se composent d'une roche compacte disposée en assises presque horizontales, lesquelles ne sont point séparées par des scories, et fournissent une épaisseur qui varie entre plusieurs millimètres et quelques mètres. Au-dessous de ces assises, on arrive au Black-Ledge (noir gradin), ce et fd, composé de matériaux semblables et stratifiés. Ce gradin (ou rebord) est élevé de 100 mètres au-dessus du lac de lave gh, dont il forme le circuit. La cavité ab et ses parois sont probablement dues à un affaissement des roches primitives, occasionné par la fusion de leurs bases. Le rebord inférieur ce et fd a pu résulter en partie d'un abaissement vertical de la masse ; mais l'autre portion a sans doute été fournie par les nappes de lave qui ont coulé l'une après l'autre sur le Black-Ledge. Si, quelque jour le fluide chauffé, montant du

Ce. XXIX.] DES MONTAGNES VOLCANIQUES. g 15

loyer volcanique jusqu'au bas de la grande ouverture, venait à augmenter de volume, il pourrait, en se répandant sous terre, fondre beaucoup plus loin les masses sous-jacentes, et, produisant ainsi un défaut de support, reculer les limites de l'amphithéâtre de Kilauea. On distingue sur différents points, aux enviions de Kilauea, des traces non équivoques d'affaissements de plus de 30 et de 60 mètres. Ces affaissements sont limités par des parois verticales. Si tous étaient réunis, ils constitueraient une surface abaissée de 13 kilomètres carrés, ou deux fois celle du Kilauea lui-même. Des accidents semblables ont eu lieu sans doute au sommet du mont Loa,' car, en cet endroit, la pression hydrostatique de la lave qui parvient aux bords du cratère le plus élevé, a (fig. 690), doit être considérable et provoquer la formation de fentes latérales. Dans de pareils cas, la lave se précipite dans toute ouverture qui lui est offerte, et commence à produire ses effets souterrains. Si, alors, la matière fondue rencontre, à un niveau inférieur, quelque point où elle puisse s'échapper, et où la pression soit plus considérable, il arrive parfois que tout le sommet de la montagne, ou sa plus forte portion s'écroule.

On a observé en des temps modernes des exemples de phénomènes semblables à Java et dans les Aiides. Ainsi s'expliquerait pourquoi, d'ordinaire, dans les montagnes volcaniques, un cône actuellement en activité est entouré des ruines d'un autre cône, plus large et plus ancien, qui se termine habituellement par un précipice en forme de croissant, tourné vers l'élévation d'origine plus récente. Quant aux volcans depuis longtemps éteints, le pouvoir d'érosion exercé par l'eau en mouvement, ou, dans certains cas, par la mer, ont parfois grandement modifié la forme de V atrium, c'est-à-dire de l'espace compris entre le cône ancien et le cône plus nouveau. La cavité a dû se prolonger ainsi vers le bas et finir par un ravin. Alors, il n'est guère possible d'évaluer la quantité de roches qui manquent et qui ont été enlevées par l'explosion à l'époque où le cratère originel était en ac-

316 JAVA. [Ch. XXIX.

tivité, ni même d'estimer quelle a été plus tard la portion engouffrée ou dénudée.

Java. — Dans l'île de Java, d'après le Docteur Junghuhn, quarante-six éminences coniques, d'une hauteur qui varie de 1,220 à près de 3,660 mètres au-dessus du niveau de la mer, constituent les pics les plus élevés d'une chaîne montagneuse dirigée à travers l'île, de l'est à l'ouest. Toutes ces éminences, à l'exception d'une seule, ont été visitées et graphiquement représentées par l'infaligable voyageur que nous venons de citer. Dans aucune d'elles n'ont été découverts des débris marins, ni sur les flancs ni à l'intérieur, bien que des couches de formation marine existent plus près de la mer, à des niveaux inférieurs. Le Docteur Junghuhn attribue l'origine de chacun de ces volcans à une succession d'éruptions subaériennes produites par un ou plusieurs évents centraux ; les scories, la cendre et les fragments de roches auraient été lancés dans l'atmosphère, et des courants de lave trachytique ou basaltique seraient descendus le long des pentes. On a vu, à des époques récentes, des produits semblables vomis par les sommets les plus élevés de ces pics. La pente extérieure de chaque cône est généralement plus abrupte vers son extrémité supérieure, où les couches volcaniques présentent en même temps le plus fort plongement, 20, 30 et 35 degrés même; mais celles-ci deviennent de moins en moins inclinées à mesure qu'elles descendent; et, près de la base du cône, l'obliquité n'est plus que de 10 et souvent de 4 ou S degrés (1). La rencontre des laves de plusieurs volcans voisins les uns des autres produit quelquefois des sortes de plateaux d'une grande hauteur, ou seltes, dont les lits sont très-légèrement inclinés. Au sommet de plusieurs des monts les plus élevés, le cône et le cratère aujourd'hui en activité ont de faibles dimensions, et sont entourés d'une plaine de cendres et de sable. Cette plaine est

(1) Java, de^zelfs gedaatite, bekleeding en invendige stvuduur, doov F. Junghuhn. — Traduction allemande de la 2e édition, par Haaskarl. Leipzig,

Cil. XXIX. J CALDFRAS DE JAVA. 317

circonscrite à son tour par ce que le Docteur Junghuhn appelle Y ancienne enceinte du cratère, laquelle mesure jusqu'à 305' mètres d'altitude verticale. Il existe aussi quelquefois, comme au mont appelé Tengger, une terrasse de hauteur intermédiaire, comparable au Black-Ledgc de Kilauea (fig. 694). Beaucoup de ces espaces ainsi entourés d'une rangée de rochers semi-circulaires ou presque circulaires ont des dimensions bien supérieures à celles de tout ce que nous connaissons en fait de cratères ou de dépressions occupées par un lac de lave liquide. Les Espagnols ont donné à ces cavités le nom de caldera (chaudron). Nous pourrons employer le mot dans un sens technique, quelle que soit l'origine que l'on assigne au phénomène. Plusieurs de ces cavités, à Java, n'ont pas moins de 4 milles géographiques de diamètre (près de 7 kilomètres 1/2), et Junghuhn attribue leur formation à une troncature produite par explosion et par affaissement d'anciens cônes d'éruption. Malheureusement, bien que plusieurs de ceux-ci, et les plus élevés, aient perdu une partie de leur hauteur en des temps historiques, ni les habitants de Java ni leurs dominateurs hollandais ne nous ont transmis jusqu'à présent aucun renseignement sur l'origine et la marche du phénomène dont il vient d'être question (1).

Le Docteur Junghuhn pense que le Papadayang a perdu une partie de son sommet en 1772 ; mais la plupart des villes posées sur ses flancs, que Ton dit avoir été englouties par l'affaissement du sol, auraient été simplement ensevelies sous la lave.

Du point culminant de plusieurs des calder as de Java coulent des rivières qui, avec le temps, ont creusé de profondes vallées dans les flancs de la montagne. En général, les pentes extérieures de chaque cône sont sillonnées par d'étroits ravins rectilignes, profonds de 60 à 180 mètres, qui rayonnent du sommet dans toutes les directions, et devien-

(1) Principes de Géologie, 9e édition, p. 403.

318 CALDERAS DE JAVA. [Ch. XXIX.

nent plus nombreux en descendant. Les crêtes ou cotes qui séparent ces ravins rappellent, par leur disposition, les rayons d'une ombrelle. Une montagne d'une hauteur surpassant 3,050 mètres, ne présente, au-dessus, ni sillons ni crêtes; à 3,050 mètres, il n'y en a pas plus de trois, tandis qu'à 150 mètres plus bas, on en compte jusqu'à quarante. Us paraissent tous produits par l'action de l'eau courante, et si, parfois, ils entament le bord d'une caldera, c'est uniquement parce que le cône a été tronqué assez bas pour que son sommet ne s'élève plus aujourd'hui qu'à l'ancienne région moyenne où les torrents ont pratiqué ce genre de dentelure. On doit conclure de ces faits que, si un cône échappe à la destruction produite par une explosion ou par un engloutissement, il peut rester intact dans sa portion supérieure, tandis qu'à un temps donné, vers sa base, il sera déchiré de profonds- ravins creusés par les torrents latéraux.

Le Docteur Jughuhn a remarqué, comme l'avait fait aussi Dana dans les îles du Pacifique, que les montagnes volcaniques, quelque larges et quelque exposées qu'elles soient aux pluies torrentielles, n'ont pas de rivières tant que le feu agit à leur intérieur, ou que le cratère le plus élevé continue à rejeter d'intervalle en intervalle des pluies de scories et des flots de lave. Ces injections et courants de roche fondue remplissent toutes les inégalités ou dépressions superficielles dans lesquelles l'eau pourrait s'amasser ; de plus, le terrain est si poreux, que le ruisselet le plus exigu ne saurait se former. Au contraire, lorsque les feux souterrains ont, pendant longtemps, alimenté l'éjection, et sont près d'être épuisés, quand aussi les scories superficielles et les laves se décomposent et se recouvrent d'un sol argileux, l'érosion par les eaux commence bientôt ses opérations avec une énergie proportionnée à la rapidité de la pente et à la nature incohérente du sable et des cendres. Les laves les plus solides sont parfois caverneuses, et presque toujours elles alternent avec des scories et tulïs dont la désagrégation est facile ; alors elles résistent moins aux agents extérieurs, et la plu-

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