A LA SURFACE DES ROCHES

Le torrents de la chaîne littorale de Venezuela charrient es a , d h Qc gran . ie; ^ gneissj ^ mh

sut la cote de la Guayra, je remarquai des galets de quartz colorés à la surface soit par de 1 oxyde rouge de fer sou par une substance noire ressemblant à de la plombagine L épaisseur de ces enduits très adhérents ne dépassait pas ^ de nulluaètre. Comment ces cailloux roulés avaientils ete recouverts d'une pellicule de carbone ? Cette quesuon me préoccupa jusqu'à ce qu'un examen, fait dans le laboratoire de Sam-Fé-de-Bogolâ, me démontrât que la coloration n'était pas due à du carbone, comme je l'avais suppose, mais à du bioxyde de manganèse. Au reste, cette teinte noire, observée non plus sur du quartz charrié par les eaux d un ruisseau, mais à la surface de roches granitiques, avait déjà fixé l'attention d'Alexandre de Humboldt, durant la mémorable navigation qu'il exécuta sur les grands fleuves de l'Amérique méridionale, pour étudier et fixer astronom.quement celle singulière bifurcation qui met en relation directe l'Orénoque et l'Amazone contestée pendant si longtemps par les géographes.

Généralement, pour se rendre du haut Orénoque aux possessions brésiliennes, on remontait le Terni, leTuamini jusqu a la mission de Java, établie au milieu d'un dédale de nv.eres; on traînait la pirogue sur terre jusqu'au Cano Fumicin qu'on descendait sans obstacle pour parvenir au

' rio Negro, affluent de l'Amazone, conduisant au fortin de San Carlos. C'estla route qu'on suivait ordinairement, bien qu'on affirmât qu'il était possible d'accomplir ce voyage sans passer par des portages. Cette voie de communication fut découverte par le P. Roman en 1 744 5 alors qu'il visitait les établissements de son ordre placés au-dessus des cataractes. Parvenu au confluent du Guaviare et de l'Atapabo, là où l'Orénoque prend subitement la direction du Sud au Nord, il aperçut une pirogue montée par îles gens vêtus à l'européenne. Dans des solitudes où l'on se tient continuellement en garde contre l'attaque des animaux, ce que l'homme redoute le plus, ce qui éveille chez lui une forte apprébension, c'est l'apparition soudaine de son semblable. Alarmé, le missionnaire arbora la croix en signe de paix. Il venait de rencontrer des Portugais qui furent très étonnés d'apprendre que, partis de l'Amazone, ils naviguaient sur l'Orénoque, où ils étaient arrivés par le rio Cassiquiare, commun aux deux bassins. La découverte du P. Roman se répandit avec une telle rapidité que bientôt de la Condamine put l'annoncer dans une séance publique de l'Académie des Sciences.

Humboldt, après avoir passé les cataractes, se rendit à 1 Amazone par les marécages et les portages. De San Carlos il revint dans le haut Orénoque en remontant le Cassiquiare. C'est la route la plus longue, la plus pénible; l'isolement absolu où l'on est plongé fait éprouver de vives sensations « en franchissant les rapides d'un cours d'eau dont les rives couvertes de forêts sans souvenir des temps passés frappent l'imagination, en rappelant, que dans cet intérieur du Nouveau-Monde, on s'accoutume presque à regarder l'homme comme n'étant pas essentiel à l'ordre de la nature. La terre est surchargée d'une végétation dont rien n'arrête le libre développement; une couche immense de terreau manifeste l'action non interrompue des forces organiques. Les crocodiles, les boas sont maîtres de la ri-

I «4 ) vière; le jaguar, le pécari, la dan la et les singes vivent sans crainte et sans péril; ils sont établis comme dans un antique hé, -nage. Cet aspect d'une nature animée, dans laquelle 1 homme n'est rien, a quelque chose d'étonnant el de triste. On s y fait même avec peine sur l'Océan et dans les sables de l'Afrique, quoique, dans ces lieux où rien ne rappelle nos champs, nos bois et nos ruisseaux, on soit moins étonné de la vaste solitude que l'on trouve ici dans un pays fertile, paré d'une éternelle verdure; on cherche envainlatracedelaprésencedel'homme; on se croit transporte dans un monde différent de celui dans lequel on est ne. Ces nupressions sont d'autant plus prononcées qu'elles ont plus de durée. »

Humboldt a décrit les Raudales, leur situation avec la chaîne isolée de Parime, formant des digues transversales entravant le cours du grand fleuve. Rien de plus imposant que l'aspect de ces lieux. « Les rapides, cette suite de cataractes, cette nappe immense d'eau et de vapeurs éclairées par les rayons du Soleil couchant font croire que l'Orénoque est suspendu au-dessus de son lit ('). »

Les missions d' A lures et de Maïpures sont sur un granité quelquefois amphibolique. Leur climat est des plus malsains, les fièvres pernicieuses y régnent pendant une partie de l'année; on les attribue à une forte chaleur à une humidité excessive de l'air, à une mauvaise nourriture et d'après les indigènes, aux exhalaisons vénéneuses qui s élèvent des roches dénudées ('}. Cette dernière assertion mente d autant plus d'attention qu'elle est en rapport avec un phénomène physique observé dans diflérentes parties du globe et qui n'a pas été suffisamment expliqué.

Entre les missions de Carichana et Sauta Barbara,

(') Humboldt.

'(') Ibid.

partout où l'Orénoque baigne périodiquement les granités, ceux-ci sont luisants, noirs; la matière colorante ne pénètre pas dans la roche : elle est généralement sur les parties quarlzeuses; les cristaux de feldspath sont d'un blanc rougeâtre et en saillie sur le fond coloré. Humboldt a remarqué que les énormes masses pierreuses se présentent tantôt en rhomboïdes, tantôt en hémisphère propre aux granités séparés eu blocs; elles donnent au pays un aspect lugubre, leur teinte contrastant avec celle de l'écume du fleuve qui les couvre et de la végétation qui les environne. Les Indiens disent que ces roches sont brûlées, calcinées par le soleil; on les suit jusqu'à 5o toises au-dessus du rivage, à une hauteur que les eaux n'atteignent plus, même dans les grandes crues. Comment concevoir ces changements de couleurs? Remarquons d'abord que ce phénomène n'appartient pas seulement aux cataractes de l'Orénoque : on le retrouve dans les deux hémisphères.

Lorsqu'à son retour du Mexique, en 1807, Humboldt montra les granités d'Atures et de Maïpures à de Rozière, qui venait de parcourir la vallée du Nil, les côtes de la mer Rouge et le mont Sinaï, ce savant géologue rappela que les roches primitives des petites cataractes de Syène offrent, comme les roches de l'Orénoque, une surlace lustrée, gris noirâtre, presque plombée et paraissant couverte de goudron. Plus récemment, dans la malheureuse expédition du capitaine Tuckey, des naturalistes anglais ont été frappés du même aspect dans les écueils qui obstruent le cours de la rivière du Congo ou Zaïre. Le docteur Kœnig a placé, dans le Musée britannique, à côté des syénites colorées du Congo, des granités d'Atures; ces fragments, dit Koenig,' ressemblent également à des pierres météoriques. Dans les roches de l'Orénoque et de l'Afrique, l'enduit noir était composé, d'après l'analyse de Children, d'oxydes de fer et de manganèse. Près d'Atures et de Mai-

( 256 ) pures, sur une surface de plus d'une lieue carrée, des masses granitique, de 4 o pieds à 5o pieds d'épaisseur sont uniformément recouvertes de ces oxydes

On doit remarquer que ces colorations de roches se sont présentées jusqu'à présent dans des rivières à crues périodes, dont la température habituelle est de ^ à £» et qm coulent non sur des grès ou des calcaires, mais sur des gran.tes, des gne.ss ou des amphibolithes

L'enduit noir adhérent à la surface des roches de Syène a e e examiné par Berzélius; il y a constaté, commet lesgramtes de 1 Orénoque et du Congo, la réunion du fer et du manganèse, Ce célèbre cbimiste pensait que les fleuve " arrachent pas les oxydes au sol sur lequel ils coulen -aïs qu ils les tirent de sources souterraines et les dépt eut ensuite sur les roches par une sorte de cémentation, su.t ant d'une affinité particulière, peut-être due à l'action de 1 acide carbonique sur la potasse des feldspaths.

Le dépôt noir est-il indépendant de la nature des roches? Humboldt a fait cette curieuse observation que, „ les granités éloignés du lit ancien de l'Orénoque, exposés durant la saison des pluies à des *en»* Jde' JÏÏ~ et d humidue, n, les mêmes granités baignés par les eaux brunâtres du no Negro n'acquièrent la couleur des pierres météoriques; il ajoute que les Indiens prétendent que es roches ne deviennent noires que là où les eaux sont blanches.

C'est ici qu'il convient de faire ressortir cette distinction dans la teinte des rivières à laquelle les Indiens attachent de 1 importance, caractère que les physiciens ont méconnu. "

Dans les plaines du Meta et de l'Apure, j'ai rencontré des eaux brunes; et sur la cime de la Cordillère orientale des Andes, à l'altitude de 3ooo">, au-dessus des importantes sources salées chaudes, exploitées près de la ville de Lhita, , a, vu, là où le grès est en relation avec le

calcaire néocomien, un lac dont la couleur foncée faisait un contraste surprenant avec la nuance azurée du ciel. Cependant, vue par transmission, l'eau était incolore, limpide.

Ces variations dans la teinte des eaux ont été observées très attentivement par Humboldt : aussi ne puis-je mieux faire que de rapporter textuellement les faits qu'il a constatés.

Arrivés vers le sud, là où commence le système des eaux brun jaunâtre qu'on appelle généralement agitas negras (eaux noires), à l'embouchure du rio Zama, nous entrâmes dans des rivières qui attirèrent notre attention. Le Zama, le Malareni, l'Atapabo, le Tuamini, le Terni, le Guaïnia ont des agitas negras, c'est-à-dire que leurs eaux vues en grandes niasses paraissaient brunes comme du café, ou d'un noir verdâtre ; ce sont cependant les eaux les plus belles, les plus claires, les plus agréables au goâl. J'ai déjà rappelé que les crocodiles, les mosquitos fuient assez, généralement les eaux noires. Le peuple prétend en outre (pie ces eaux ne brunissent pas les rochers et (pie les rivières blanches sont les seules qui aient des bords noirs, tandis que les rivières noires ont des bords blancs. Ko effet, les plages du Guaïnia, que les Européens connaissent sous le nom de rio Negro, offrent fréquemment des masses de quartz sortant des granités et d'une blancheur éclatante. Examinées dans un verre, les eaux du Malareni sont assez blanches, celles de l'Atapabo conservent une teinte brun jaunâtre; lorsqu'un petit souffle devent agite la surface de ces rivières noires, elles paraissent d'un beau vert de pré, comme les lacs de la Suisse. Dans l'ombre, le Zj'ina, l'Atapabo et le Guainia sont noirs comme du mare de café. Ces phémonènes sont si frappants, que partout les Indiens distinguent les eaux en noires et en blanches.

La couleur des eaux de source, des rivières et des lacs est au nombre des problèmes de Physique qu'il est difficile, sinon impossible de résoudre par des expériences directes. Les teintes de la lumière réfléchie sont généralement très différentes de celles de la lumière transmise : elles le sont surtout lorsque Boussixcault. — dgr., Vit. \n

la transmission se fait par une grande portion de liquide. S'il n'y avait pas absorption de rayons, la lumière transmise aurait constamment une couleur qui serait complémentaire de la lumière réfléchie, et, en général, on juge mal de la lumière transmise en remplissant d'eau un verre peu profond et à ouverture étroite. Dans une rivière, la lumière colorée réfléchie nous vient toujours des couches inférieures du liquide, non de la couche supérieure. En consultant les géographes de l'antiquité, nous voyons que les Grecs étaient déjà frappés des eaux bleues des Thermopyles, des eaux rouges de Jappée et des eaux noires des bains chauds d'Astz, vis-à-vis de Lesbos. Plusieurs lacs de la Savoie et du Pérou ont des teintes brunâtres, presque noires. Dans le vaste système de rivières que nous avons parcouru, les eaux noires sont principalement restreintes à la bande équatoriale. On commence à les trouver vers le 5 e degré de latitude Nord; elles abondent jusqu'au delà de l'équateur, vers le deuxième degré de latitude australe; mais dans cet intervalle les eaux noires et blanches sont si extraordinairement mêlées dans les forêts et les savanes, que l'on ne sait à quelle cause on doit attribuer leur coloration. Le Cassiquiare, qui se jette dans le rio Negro, a les eaux blanches, comme l'Orénoque dont il sort. De deux affluents du Cassiquiare qui sont très rapprochés, le Siapa et le Pacimonv, l'un est blanc, l'autre est noir.

Dans les missions d'Attirés et de Maïpures, on assure que l'insalubrité est la conséquence de la proximité des roches nues, surtout des roches granitiques dont la surface est noire. Sous la zone équatoriale, remarque Humboldt, plus encore que sous l'autre zone, le peuple multiplie à son gré les causes pathologiques; on y craint de dormir en plein air dès qu'on est exposé aux rayons delà Lune. A l'Orénoque on pense qu'il est dangereux de se coucher sur des granits voisins du fleuve et l'on cite beaucoup d'exemples de personnes qui, après avoir passé la nuit sur des roches noires, se sont réveillées le matin dans un fort accès de fièvre. A Carichana on voulait déplacer le village simplement pour l'éloigner des rochers noircis, où, sur un

espace de plus de iooo toises carrées, des bancs de granité nu forment la surface du sol.

Il est probablement dangereux de coucher sur les laxas negras (pierres noires), parce qu'elles conservent dînant la nuit une température très élevée que Humboldt a trouvée être : le jour de 48", l'air étant à l'ombre à 59",". Pendant la nuit, le thermomètre appuyé au rocher marquail36°, l'airétantàa6°. Lorsque, vers 3' 1 de l'après-midi,

on se promène à Caricha na, à Atures, à Maïpures, au milieu de ces blocs de roches dépourvues de terre végétale et entassées à de grandes hauteurs, on est suffoqué comme si l'on se trouvait devant une fournaise. Les vents, si jamais on les sent dans ces contrées boisées, loin de porter la fraîcheur, paraissent plus embrasés lorsqu'ils passent sur des lits de pierres et de boules de granités amoncelés. Cette augmentation de chaleur ajoute à l'insalubrité du climat. On a vu que Berzélius attribuait le dépôt noir de la superficie des roches, non pas à un sédiment, mais à un produit dont les sources minérales seraient le véhicule, parce qu'elles tiendraient en dissolution des carbonates qui se précipiteraient, lorsque, par l'agitation, le gaz acide carbonique se dégagerait; les protoxydes de manganèse et de fer des carbonates dissous passeraient, par l'effet de l'oxygène de l'atmosphère, à un degré d'oxydation supérieur et se déposeraient sur les roches émergées. Ici se présente une question : les eaux thermales renferment -elles du carbonate de manganèse?

bergmann est, je crois, le premier qui en ait signalé la présence dans des eaux minérales; plus lard, Berzélius en a rencontré dans les bains chauds de Carlsbad. Dans 1000 parties d'eau il a trouvé :

Carbonate de manganèse.

Source de Trinkquelle 0,007

» Badelquelle 0,007

Schiersauerling o,oo3

Les sources chaudes de Carlsbad, dont la température est de 5o° à y4°i déposent des concrétions calcaires fibreuses en couches de i à 2 pieds d'épaisseur d'un blanc d'albâtre, sillonnées de bandes brunes portant sur quelques points une substance noire, luisante.

M. Tresch a aussi indiqué le manganèse dans l'eau de Buxton.

Dans les Andes j'ai rencontré une source contenant ce métal en proportions relativement fortes et formant des dépôts rappelant, par l'enduit noir qui les couvre, ce qu'on voit sur les granités des cataractes de l'Orénoque : c'est dans la province de Popayau, près du village de Combalo, à la base du volcan actif de Puracé. La source de Coconuco est dans un site des plus pittoresques, à l'altitude de 23oo m , dominant les vallées brûlantes de Cauca. On aperçoit les neiges éternelles de Puracé et du Huila; l'eau sort avec impétuosité et en très grande abondance d'un amas de blocs de trachyte émettant du gaz acide carbonique et du gaz sulfliydrique en telle quantité qu'elle semble être en pleine ébullilion; sa température est de ^3°. L'amas de roches d'où surgit la source est cimenté et recouvert par une masse calcaire dont l'intérieur est blanc, translucide, ayant sur certains points une structure fibreuse; mais ce que présente de curieux celte concrétion, c'est que sa surface est noire, luisante, à reflets métalliques.

Si l'on en chaufle au chalumeau un fragment pris à l'intérieur de la masse, il devient noir.

L'eau thermale refroidie n'a plus l'odeur hépatique; après une ébullition expulsant le gaz acide carbonique, il se dépose un faible précipité de carbonate de chaux et de carbonate de manganèse, qui prend une teinte brune par l'exposition à l'air.

i 1H d'eau de Coconuco, analysée dans le village indien de Puracé, a donné, abstraction faite des gaz que je ne pouvais pas recueillir :

Sulfate tle sonde 3,8g

Chlorure de sodium ^,^5

Bicarbonate de soude ?6g

Carbonate de chaux )

\ o , i o Carbonate de manganèse )

Silice traces

Cette composition et le dépôt résultant de l'expulsion de l'acide carbonique expliquent l'origine de l'abondante concrétion recouvrant les roches et dans laquelle j'ai dosé :

Carbonate de chaux 74 f 2

Carbonate de manganèse 21 ,o

Carbonate de magnésie 4 >°

Sulfate de soude et chlorure de sodium . . i ,o

C'est une véritable dolomie où le carbonate de manganèse remplace le carbonate de magnésie; quanta la pellicule noire, luisante, à reflets métalliques, étendue à la surface de la concrétion, elle est due, à n'en pas douter, à la suroxydation du piotoxyde de carbonate de manganèse par son contact avec l'air. On sait, en effet, que, dans certaines conditions, ce carbonate est décomposé en présence de l'oxygène, son oxyde blanc devenant un oxyde noir.

On ne saurait nier, je crois, l'analogie existant entre la coloration de l'extérieur de la concrétion dolomitique et celle des granités des cataractes de l'Orénoque. Dans les deux cas, c'est une oxydation superficielle. C'est pourquoi, à Coconuco, le carbonate de manganèse n'est pas altéré dans l'intérieur du dépôt de dolomie.

L'eau des rivières renferme souvent des traces de manganèse qu'on décèle par l'action de la pile, ce métal se déposant à l'état de bioxyde sur le pôle positif; une teinte

brune recouvre alors l'électrode Je platine. C'est ce qui a heu avec des eaux de source sortant du grès rouge, du grès bigarré et dans des eaux du Rhin.

La mer contient aussi du mangansèe. On a eu l'occasion de le constater en examinant de la magnésie obtenue par un ingénieux procédé imaginé par M. Schlœsinç, consistant dans le traitement de l'eau salée par la chaux. Ajoutons que M. Dieulafait en a trouvé en quantité notable dans les cendres des fucus, varechs, sargasses, etc., et que a présence de ce métal vient d'être mise en évidence par les belles recherches sur la constitution du fond des mers entreprises par les naturalistes anglais dont M. Laugel a résumé les travaux avec une grande lucidité dans une Notice que je reproduis.

En 187 1, le D'Carpenter proposa à l'amirauté d'organiser une expédition pour l'exploration du fond de la mer dans les trois océans : Atlantique, Pacifique et Austral, pour compléter les travaux qu'il avait lui-même entrepris dans une partie de 1 Atlantique et dans la Méditerranée. Le vaisseau le Challenger fut équipe et mis sous le commandement de Sir Georges Nares. La partie scientifique de l'expédition fut confiée au professeur Wyville Thomson.

Le Challenger quitta l'Angleterre le 7 décembre 1872 et n'y revint que le ^ mai .876, après avoir parcouru environ 70000 milles nautiques. Son itinéraire fut, pour diverses raisons, extrêmement compliqué. Le navire traversa trois fois d'abord l'Atlantique des Bermudes à Halifax pour étudier le gulf-stream. Du cap de Bonne-Espérance on alla aux îles de Kerguelen, puis vers les glaces antarctiques, et de là dans les mers australiennes. Les études continuèrent dans l'océan Pacifique, l'archipel de la Malaisie, la Nouvelle-Guinée, le Japon ; c'est entre la Nouvelle-Guinée et le Japon qu'on trouva la profondeur maximum de 4475 brasses ou 8710' 11 environ, la plus grande qu'on ait déterminée dans de bonnes conditions d'observation. Du Japon, le Challenger alla aux îles Sandwich, à Taîti, à Valparaiso, au

( a63 ) cap Horn, aux îles Falkland, à Montevideo, à Madère, et retourna ensuite en Angleterre.

Le nombre des stations fut de 362 ; à chacune on faisait un sondage, on notait la température du fond de la mer et on ramenait un échantillon d'eau de ce fond pour l'analyser chimiquement et physiquement; enfin on faisait une prise des substances qui composaient le lit de la mer en cet endroit. Je ne parle pas d'autres observations accessoires, des observations de température à des profondeurs diverses, des observations variables relalives à la faune marine, des obseiv'alions relatives aux courants de surface ou aux courants profonds.

Les collections rapportées par le Challenger sont considérables.

M. Carpenter a dès à présent cherché à donner une idée générale des résultats de l'expédition. Au point de vue hydrographique d'abord, il est aujourd'hui reconnu : i° que le fond de la mer s'incline très graduellement à partir de la côte irlandaise, dans la direction de l'ouest, sur une étendue de plus de 1000 milles; i° qu'à partir de la ligne de 100 brasses le fond descend très rapidement, si rapidement que, très peu plus loin, on trouve déjà des profondeurs de 1200 à i3oo brasses; 3°quà partir de la ligne de 2000 brasses, le fond redevient très uni; il forme alors une sorte d'immense plaine légèrement ondulée où les inclinaisons sont des plus faibles.

Du coté de l'Amérique, où les observations ont été faites avec beaucoup de soin par le navire américain Tuscarora et le navire allemand Gazelle, les mêmes variations ont été observées. Là aussi, on a d'abord un plan fortement incliné qui aboutit rapidement à la grande plaine qu'on pourrait appeler la plaine Sous-Atlantique. Si un soulèvement amenait à la lumière cette plaine, couverte aujourd'hui par l'Atlantique, elle ressemblerait aux prairies de l'Amérique du Nord ou aux pampas de l'Amérique du Sud.

Il faut donc cesser de parler de bassins quand on parle de nos océans, et se bien figurer que les mers n'ont point du tout souterrainement la forme d'immenses cuvettes. D'un autre côté, il faut comprendre que la forme des parties vraiment océaniques

( ao'4 )

ou profondes «le la mer cst trcs dirréreme ^ basses qui baignent les côtes.

rénnirl^' 7 k^" ''"'"" S °" ,èvement *■ «°o brasses pour e unir 1 Angleterre au Danemark> à ,, Ho|lan •

a - France, à llrk de> „ ^ ^.^ J ■

Ortney. Le ventable océan, ,'océan profond, ne commence en vn „ qn a ,00 nulle, à IWst de Golway, et d„ côté des Hébr. des qu au delà de Saint-Kilda. Le soulèvement de ,oo b afs s mettra à sec une partie considérable du golfe de Gascogne Le -gués, qui, poussées par .e vent d'ouest et de sud" est t. versent I Atlantique, deviennent furieuses en arrivant ùr es cotes d'Irlande ou dans la baie de Biscaye.

D'une façon générale, on peut dire que les grandes plateormes cont.nen taies s'élèvent d'une façon très abrupte sur le, bords des vra.es dépressions océaniques. Il faut donc se figurer eu ne tenant pas compte des systèmes de montagnes, la surface errestre comme formée d'immenses plateaux, les uns inondés les autres à sec, et ces plateaux comme rattachés les uns aux autres par des talus assez raides. Des soulèvements, pareils à celui dont j ai parle, uniraient au continent asiatique les îl-s de laM a , aisIe; , , a partie , errestre qu . s ,. (en(i d[( gn<] est

lAs.e au sud de l'Australie est un immense plateau en partie submerge, dans lequel se trouve seulement une profonde fissure qui sépare la province indo-malaise de la province papuo-austral.enne; cette fissure est comparable à celle de la Méditerranée, qui sépare l'Europe de l'Afrique.

On peut estimer aujourd'hui la proportion entre la surface des terres et la surface des mers sur le globe à environ 4 et , , • de telle sorte que si le globe était divisé en quinze parts, la terre en occuperait quatre seulement, soit un peu plus d'un quart. La hauteur moyenne des terres au-dessus de la surface des mers ne dépasse pas en moyenne 33o»; car, si l'altitude de l'Asie et de Afrique est un peu plus élevée, celles des deux Amériques, de 1 Europe et de l'Australie est un peu plus faible. Pour la prorondeur moyenne des mers on peut l'estimer environ à 43oo- Ainsi, cette profondeur est à peu près treize fois plus grande que la hauteur moyenne des continents; de là on peut conclure que

le volume total des mers est environ trente-six fois plus grand que celui des terres émergées.

L'hypothèse de la permanence générale des grandes divisions de la croûte terrestre en plateaux continentaux et en plateaux sous-marins est fortifiée par l'étude des dépôts qui se forment aujourd'hui dans le lit des océans. Ces dépôts sont constitués par la désintégration des masses terrestres actuelles; ils se ftouvent surtout dans les eaux relativement basses, voisines de ces masses ; l'absence presque absolue de sable siliceux doit y être remarquée. On ne trouve au fond de l'océan Atlantique du sable siliceux qu'aux approches de l'Afrique ; il a été porté dans la mer par les vents, et l'on en voit tomber sur le pont des vaisseaux à une très grande distance des côtes.

Le Challenger rencontra fréquemment au fond de la mer des dépôts d'origine volcanique, surtout de l'argile rouge; on ne peut avoir de doute sur l'origine de cette argile, quand on la trouve associée avec des fragments de pierre ponce. La pierre ponce contient, on le sait, les éléments de l'argile, qui n'est autre chose qu'un silicate d'alumine. Tous ces dépôts ont été trouvés surtout aux environs des grands centres volcaniques, tels que les Açores et les Philippines.

On a signalé, avec les dépôts d'argile, des dépôts très singuliers de manganèse, qui parfois incrustent des coraux, mais qui forment d'ordinaire des concrétions et des nodules de grandeur très variable, renfermant parfois à leur centre des débris organiques, dents de poissons ou autres. Un des observateurs du Challenger, lord George Campbell, écrit à ce sujet dans ses notes : « Dans certaines régions, tout le fond et tous les objets du fond semblent recouverts et imprégnés de cette substance. Des dents de poisson de toute grandeur se trouvent fréquemment et sont enveloppées de manganèse en couches concentriques qui ont jusqu'à un pied d'épaisseur . On a trouvé comme noyaux de ces nodides des éponges siliceuses, des débris de pierre ponce, des radiolaires, des globigérines, des morceaux d'argile. . . Ces dents de poisson sont toutes des dents fossiles, les mêmes qui se trouvent fréquemment dans le terrain tertiaire, particulièrement dans les dépôts suisses miocènes. »

( ati() )

« Le manganèse a ici apparemment une origine volcanique ; partout où l'on trouve de la pierre ponce avec de I olivme, de l'augite, de la hornblende, dans un état avance de décomposition, on le rencontre. Dans les arg.les, un observateur anglais a découvert des granules sphenques et microscopiques très nombreux de fer natif. On est allé jusqu'à imaginer que ce fer était météorique • nous sommes beaucoup plus porté à croire qu'il est volcanique. On sait aujourd'hui que le fer natif est associé à certaines roches ignées du nord de l'Europe. »

L'expédition du Challenger a fourni de nombreux documents qui serviront à éclaircir l'histoire des foraminiferes, des diatomacées, des radiolaires. Nous insisterons sur ce fait important que tous les sables, toutes les argiles, tous les sédiments formés des débris des falaises et des matériaux transportés par les fleuves n'arrivent jamais a une très grande distance; ils sont tenus quelque temps en suspension, mais ils se déposent longtemps avant d'arriver aux parties vraiment océaniques des mers; les rég.onsqui forment les plateaux profonds ne reçoivent pas grand'chose des grands plateaux continentaux. *

Le professeur Geikie disait récemment que : « depuis les temps géologiques les plus anciens, la grande zone des dépots a été, comme elle l'est encore aujourd'hui, la ceinture marginale du lit de la mer qui borne les terres. C'est la que la nature a toujours semé la poussière des continents à venir. La ruine des roches anciennes se fait incessamment sur la terre et la formation de nouvelles roches a continué incessamment sous les mers voisines. Les deux phénomènes sont les deux côtés complémenta.res du même phénomène qui se produit dans les parties terrestres et les parties de la mer peu profondes, et non dans les grands et larges bassins océaniques. »

« L'étude de ce que l'on peut appeler la stratification thermale dans la mer a beaucoup occupé les observateurs

( 2fi 7 )

du Challenger. Des thermomètres étaient descendus à des profondeurs diverses depuis 10 brasses jusqu'à 200 brasses. On a vérifié que c'est dans la couche supérieure de 200 brasses que l'abaissement de température est le plus rapide; cet abaissement devient ensuite moindre, et, après la profondeur de i5oo brasses, il n'y a plus aucun changement.

» Les températures basses du fond ne sont point dues, comme on l'a cru longtemps, à des courants inférieurs dits courants polaires, auxquels seraient superposés des courants de surface équatoriaux : dans tout l'Océan, sauf dans l'océan Atlantique du nord, qui sous ce rapport est exceptionnel, la température s'abaisse dans les profondeurs jusqu'à un point peu éloigné de zéro, et la couche la plus profonde est même quelquefois à 1° ou 2" au-dessous de zéro; l'influence des rayons du Soleil est toute superficielle.

» Dans l'océan Atlantique du Sud, où l'on a pris des observations de profondeur à la latitude de 37 (2900 brasses), on a trouvé un fond tout à fait glaciaire, une couche d'eau de 1000 brasses d'épaisseur, qui est au-dessous de zéro. »

Je mentionnerai maintenant la recherche faite sur la présence et la constitution du composé manganésifère dans les matières retirées par les sondages durant l'expédition du Challenger.

M. Gûmbel s'est demandé si dans ces dépôts venant du fond des Océans, ainsi que dans les millépores, les incrustations d'oxyde ne résultaient pas de la concentration de substances minérales opérées par des végétaux, par des êtres vivants; or, en les examinant au microscope, après les avoir réduits en plaques minces, il n'y a reconnu aucun indice de structure organique ; de plus, il a vu qu'il en était de même dans les squelettes laissés par l'acide chlorhydrique, Les nodules ont l'apparence de l'oolithc,

( 268 ) et fréquemment, ils ont pour point central un grain d'argile rouge entouré de couches alternatives d'oxyde de manganèse. On observe, en outre, dans le noyau, de l'anorthose du fer oxydulé, de l'hornblende. Dans un des nodules M. Schwager a trouvé, pour IO o :

Biovyde de manganèse. .. . 2 3 6 Oxyde de fer on t

S,llce .6,0

Alumine I0

M. Gûmbel attribue la formation des nodules à des sources minérales surgissant au fond de, mers et tenante,, dissolution, par la présence de l'acide carbonique, des carbonates terreux et métalliques. Cette hypothèse expliquent leur apparition dans les régions volcaniques sousmannes ; leur présence a un intérêt géologique, parée q" elle permet de concevoir comment les concrétions de manganèse se présentent dans certaines formations sédimentaires (').

M.Buchanan a étudié les nodules manganésifères du fond de 1 océan Pacifique; les tubes d'annélides (worms -tubes) retirés du fjord de Fine {loch Fine), et aussi la constitution de la vase dans laquelle ils sont disséminés.

Un échantillon du loch Fine renfermait 3o pour ,oo de nodules, dont le poids moyen était H'. 7 . Des cailloux qui les accompagnaient étaient la preuve que ces nodules occupa.ent sous les eaux la place où ils avaient été formés ; quoiqu'il se rencontre seulement dans quelques localités, e manganèse accompagne fréquemment les coquilles et les wonns-tubes. Les nodules ont un noyau mon, plus riche en manganèse que leur enveloppe; ils renferment 16 a 3o pour ioo de matières insolubles dans les acides faibles; M. Buchanan voit leur origine dans l'intervention

(') Gûmbel, Jahrb. fur Minerai., 1878, 1870.

de substances animales qui changeraient en sulfure les sulfates de l'eau de mer.

Selon M. Giïuibel les concrétions nianganésifères proviendraient de sources sous-marines, émergeant d'un sol volcanique. Il faut reconnaître sans doute que cette opinion aurait en sa faveur les faits observés dans les eaux thermales d'une constitution analogue à celles de Coconuco, où une pellicule de bi oxyde d'un noir foncé adlière sur une dolomie; mais elle est insuffisante pour expliquer comment l'enduit métallique appâtait sur des galets de quartz, sur des granités.

Il est vraisemblable que là où se montre l'enduit noir de bioxyde ou de sesquioxyde sur les corps submergés, sur les roches exposées alternativement à l'eau d'un fleuve et à l'atmosphère, le dissolvant des carbonates terreux et métalliques, le gaz acide carbonique, a été expulsé par l'agitation, la dessiccation, et que les sels de 1er et de manganèse, une fois isolés, sont modifiés dans leur constitution, produisant, par l'action de l'air, du sesquioxyde rouge de 1er et de l'oxyde manganique noir.

L'acide carbonique serait ainsi le véhicule des carbonates.

Examinons donc quelle est la solubilité de ce gaz dans diverses conditions.

i' ' d'eau exposé à l'atmosphère dissout, à une même température, chacun des gaz contenus dans l'air en quantité proportionnelle à la pression qu'ils exercent sur le liquide.

L'air étant formé de £ d'oxygène et de 4 d'azote, i lil d'eau dissoudra par conséquent :

Volume.

Oxygène 34

Azote (ib

C'est précisément le rapport trouvé dans ces gaz extraits de l'eau pure après exposition à l'air, comme l'ont établi

Gay-Lussac el de Humboldt dans leurs remarquables recherches eudiométriques; toutefois, dans l'atmosphère, il y a du gaz acide carbonique, -^ environ ; l'eau pure en re lat.on avec 1 air doit donc en contenir et en contient en effet une bien faible proportion, si l'on considère combien est mimmela pression partielle de ce gaz; ,"« d'eau n'en renfermera que, o cc ,4i : en poids, o m &',8i.

C'est une quantité encore plus rédui'te de gaz acide carbomque qu'on rencontre dans l'eau pure ou presque pure orsqne la température est supérieure à o°. Dans 1 eau des sources, des fleuves, de la mer, la proportion du gaz est plus forte : cela tient à certaines conditions, mais dans les eaux recueillies à de grandes hauteurs, dans la pme, la teneur en acide carbonique ne diffère pas sensiblement de celle déduite de la faible pression partielle exercée par ce gaz. C'est ce qui ressort d'études faites dans les montagnes très élevées au-dessus de l'Océan.

Cordillère orientale des Andes.

Village de la Raja; altitude 35oo-, dans r«- d'eau d'un torrent coulant sur la syénite :

v Jt;:rtt lue rumene ;i °° et pression 6n > ? 6 ° : ***> -

Bogota. - Altitude 2 64o». Torrent de San Francisco, coulant sur le grès :

Dans ,"< d'eau : acide carbonique, o™, 7 ; en poids, ,-p 3q

Bogota. - Dans ,u. d'eau de pluie : acide carbonim.e ô- an ■ en poids, o u, s r ,/{o. ' ' '

Equateur, Quito. - Altitude, agoo- terrain de trachvte,

Dans i'« d'eau, fontaine de la Plaza Mayor :

Acide carbonique, i«=,o; en poids, r"s r ,c)8.

Dans i»« d'eau du couvent de San Francisco :

Acide carbonique, i« i; en poids, 2 m s r ,i.

Volcan de Guagua Picluncha. R u ' isseau coulant „, |e trachite. Altilude 45oo m .

Dans r«> d'eau, acide carbonique, ,-, ; en poids, ï-w.gS;

Ces proportions minimes d'acide carbonique sont évidemment la conséquence de la pureté des eaux et de la faible pression partielle exercée par le gaz mélangé à l'air; on les voit augmenter notablement même aux stations élevées, dans les sources et les rivières. Ainsi à Bogota, l'eau surgissant du soi contenait par litre : acide carboniquc, i3 cc ; en poids, 26"' s ',35. Dans l'eau de la laguna de Fontibon on a dosé dans i ht : acide carbonique, y cc , 5 ; en poids, i4'" s ',8.

La quantité de cet acide est généralement plus forte dans l'eau des fleuves. Henri Sainte-Claire Deville, dans son travail classique sur les eaux potables, a indiqué dans I (acide carbonique mesuré à o° et pression o m ,76o) :

Gaz. Poids,

ce mgr

Garonne 17,0 33,7

Rhin 7,7 i5, 2

Rliône 7,9 i5,6

Duubs 17,0' 35,2

C'est cette dose d'acide qui communique à ces eaux la propriété de dissoudre des carbonales terreux, constituant alors des composés dont la nature ne peut être exprimée par une formule, si ce n'est en supposant l'existence de bicarbonates analogues aux bicarbonates de potasse et de soude. En soumettant à une ébullition prolongée les eaux tenant en dissolution ces carbonates, l'acide carbonique libre comme celui qui entre dans les bicarbonates est éliminé. C'est par une seconde ébullition après l'addition d'un acide fixe qu'on dégage l'acide carbonique des carbonales neutres.

La mer renferme nécessairement les gaz de l'atmospbère. Dans un litre d'eau de la Mancbe, M. Seblœsing a constamment trouvé 98'"^, 3 d'acide carbonique, engagé pour la majeure partie dans les carbonates.

L'air n'ayant pas au delà de Tir | lnj de son volume en acide carbonique, ce gaz, en raison de sa faible pression partielle, n'entre que pour o cc , 3, soit o m s r , 55 dans un litre d'eau. C'est de l'acide libre, non combiné. En le soustrayant de la totalité du gaz dosé, il reste 97 msr ,75 d'acide carbonique appartenant aux carbonates, très vraisemblablement des carbonates calcaires.

Dans cette supposition, les quantités de chaux prises par l'acide seraient ainsi réparties :

Acide carbonique.

ntg Pour former C;i 0, 2 ( CO 5 ) 97 , ?5

Pour former CaO, CO s , la moitié 4.8,87

Chaux.

Différence 48,88

Ajoutant à cette différence les o ,n s r , 55 d'acide libre, on aura 4g'"s r , 43 pour l'acide carbonique n'entrant pas dans le carbonate de chaux CaO,C0 3 , mais pouvant contribuer à la formation du bicarbonate CaO, 2(C0 2 ) et que l'on extrait par l'ébullition. Le nombre 49 mBr , 43 est assez rapproché de ceux trouvés par M. Buchanan, dans un litre d'eau puisé dans l'Océan , à des profondeurs diverses, durant la campagne du Challenger, résultats d'un haut intérêt qu'on a réunis dans un tableau (').

Température

Profondeur

de la

Grammes

profondeur

de CO 2

Dates.

l'échantillon

en degrés

dans

Latitude.

en brasses.

centigrades.

i lil d'eau.

Févr.

Mars

Surface

(') Voyageait Challenger, t. II, p. 384 .

Dates.

Mai 26.

Juin i4-

Août 16.

Sept. 27.

Oct. 1.

Température

Profondeur

de la

Grammes

profondeur

de CO'

l'échantillon

en degrés

dans

Latitude.

en brasses.

centigrades'

1 1 ' 1 d'eau.

Surface

3oo

Surface

On peut demander pourquoi l'acide carbonique libre, l'acide non combiné aux bases, dissous dans l'eau, échappe aux effets de fortes pressions? Voici la réponse de M. Schlcesing :

« La pression que supporte l'eau ne paraît pas modifier sa faculté de dissoudre certains corps solides, fluides

B0U6SINCAULT. — ^n r -' V' '8

ou gazeux; cela lient probablement à l'incompressibilité du liquide.

» En ce qui concerne les solides, je viens de vérifier que, dans le vide, l'eau dissout exactement la même proportion de sel marin et de nitrate de potasse que sous la pression atmosphérique.

» Tout porte à croire que les gaz sont dans le même cas, c'est-à-dire que, dans les profondeurs de la mer, l'eau n'a pas, à l'égard de l'acide carbonique non combiné, un pouvoir dissolvant plus grand qu'à la surface. »

La mer, les fleuves contiennent donc de l'acide carbonique favorisant la dissolution des carbonates insolubles. Lorsque, par une circonstance quelconque, ce gaz est expulsé, les sels sont précipités; les carbonates de protoxyde de fer et de protoxyde de manganèse une fois en contact, soit avec l'oxygène de l'air, soit avec l'oxygène dissous dans l'eau, sont modifiés dans leur constitution par la suroxydation de leurs bases; le carbonate de fer produit un sesquioxyde rouge; le carbonate de manganèse un bioxyde noir ou un sesquioxyde.

C'est probablement à cette expulsion de l'acide carbonique que les granités de l'Orénoque, les syénites des bords de la mer Rouge, les roches cristallines du Congo, les assises calcaires ou dolomitiques des sources thermales, les concrétions formées dans les profondeurs de l'Océan, doivent, dans quelques circonstances, l'enduit de manganèse qui recouvre leur surface.