DÉGOMPOSITION DES ROCHES SUR PLAGE

Décomposition spontanée. — Certains corps formés à une température élevée, puis refroidis brusquement, sont dans un état d'équilibre instable, et se brisent, se pulvérisent brusquement : les larmes bataviques sont connues de tout le monde. Tous les chimistes qui ont coulé sur une surface métallique du borate de soude fondu, ou de l'acide borique, l'ont vu se briser violemment pendant le refroidissement, et il n'est pas impossible que la tendance à la pulvérisation qui existe dans certaines roches soit due à leur brusque refroidissement après leur arrivée à la surface. D'après Foumet [Ann. de chim, et de phys., 2* série, 4833, t. LV), certains feldspaths semblent passer d'un état moléculaire où leur décomposition était très-lente, à un autre où l'altération est beaucoup plus rapide; il se déterminerait dans leur masse un mouvement analogue à celui qu'on observe dans l'acide arsénieux, qui de vitreux devient opaque ; qu'on observe encore dans la silice en gelée, qui, d'abord soluble, devient insoluble peu à peu. Les feldspaths relativement modernes, qui se trouvent dans les filons, présentent une tendance à la décomposition particulièrement sensible.

iniinence de la (eiée. — La force oxpausive que manifeste l'eau au moment où elle se gèle eBt considérable ; on en fait voir la puissance, dans les cours de chimie, à l'aide d'un tube de verre qu'on soude & la lampe après l'avoir rempli d'eau, puis qu'on dépose dans un mélange réfrigérant i U congélation du liquide ne tarde pas à produire la rupture complète du tube.

Aussitôt qu'une roche présente une fissure dans laquelle l'eau peut pénétrer, elle s'exfolie par la gelée, se fend et tombe en fragments plus ou moins volumineux. Cette action s'exerce sur les roches trèsdures, et n fortiori sur les masses sédimentaires plus friables.

Darwin rapporte que, dans ses voyages aux Andes et à la Terre de Feu, il a observé que partout où les roches étaient couvertes de neige pendant la plus grande partie de Tannée, elles étaient brisées en petits fragments de formes anguleuses. Scoresby a observé le même phénomène au Spitzberg. On cite en Finlande un granité qu'il faut renoncer à employer dans les constructions, à cause des petites fissures qui s'y développent bientôt et qui favorisent faction de la gelée. Nous étudierons plus loin, avec détail, la marne, si employée comme amendement en France et dans d'autres pays, mais nous pouvons rappeler ici que c'est encore grâce à sa porosité, qui facilite son imbibition par l'eau, qu'elle se désagrège complètement pendant les froids de l'hiver.

On conçoit donc qu'une roche d'abord compacte se pulvérise peu à peu, et donne un sable qui sera siliceux si la roche qui s'est altérée renfermait du quartz; qui sera calcaire, au contraire, si la roche décomposée était surtout formée de carbonate de chaux. Et nous voyons déjà comment la seule action de la gelée peut déterminer la formation d'une masse pulvérulente sur laquelle des végétaux ne tardent pas à apparaître.

Action de l'oxygène et de Taelde enrbonlf|ne snr les roehea.

— A ces actions purement mécaniques s'ajoute, au reste, finfluence de foxygène et de l'acide carbonique sur des roches complexes renfermant des alcalis ou des éléments incomplètement oxydés. On sait que les combustions qui se produisent spontanément dans certaines roches les métamorphosent rapidement : les argiles mélangées de pyrite blanche se brûlent lentement à fair; il se forme du sulfate de fer, du sulfate d'alumine, et il reste un produit pulvérulent riche en oxyde de fer, employé comme amendement, sous le nom de cendres de Picardie. On conçoit de même que l'oxygène, en se fixant sur le protoxyde de fer d'un labrador ou d'une amphibole, les altère profondément et amène leur désagrégation.

L'action de f acide carbonique est plus fréquente que celle de l'oxygène, et nous allons fétudier avec d'autant plus de soin qu'elle a été une des causes les plus actives de la formation des argiles.

Bien que des travaux importants aient été faits sur la transformation du feldspath en kaolin, par Berthier, ce n'est que depuis les mémoires publiés par Ebelmen, en 48AO et 18&8, dans les Annales des mines^ qu'on a bien compris le mode de formation des masses argileuses si répandues à la surface du globe. On croyait, avant ces recherches, que le silicate de potasae du feldspath était soluble dans

l'eau et pouvait s'en séparer peu à peu. Ebelmen reconnut que c'était surtout à l'influence de l'acide carbbnique en dissolution dans l'eau qu'était due la décomposition des roches.

La perte que subissent les feldspaths, les basaltes et les trapps porte surtout sur la silice et la potasse.

Les analyses suivantes indiquent, au reste, les différences de composition que présentent les roches normales et les produits de leur altération ;

Composition du kaolin rapportée ù 18,4 ■ Feldspath. Kaolin. d'alumine.

Silice 64,2 p. 100. 46,8 p. 100. 23,1

Alumine 18,4 37,3 18,4

Potasse 17,0 2,5 1,1

Eau 0,0 13,0 6,4

Perle 0,4 0,4

Composition du liasalto altéré rapportée Basalte. Basalte all^-ré. ftl3,âd alumine.

Acide siliciquc 46,1 p, 100. 36,7 p. 100. 15,9

Alumine 13,2 30,5 13,2

Chaux 7,3 8,9 3,8

Magnésie 7,0 0,6 0,3

Sesquioxyde de fer 16,6 4,3 1,9

Alcalis 4,5 1,5 0,6

Eau 4,9 16,9 7,2

Perte 0,4 0,6

Depuis Ebelmen, plusieurs observateurs ont confirmé les faits précédents. 11 existe, en divers points de l'Erzgebirge, du basalte transformé en argile sur 20 centimètres de profondeur; l'analyse indique que la perte a porté surtout sur la silice, la chaux, la magnésie, la potasse et la soude.

Des analyses de trapps à l'état normal et ayant subi de profondes altérations, insérées par Ebelmen dans ses mémoires, démontrent encore que toutes le? roches ignées renfermant de Talumine laissent, par leur décomposition, un résidu argileux plus ou moins pur, plus ou moins mélangé d'oxyde de fer, suivant la nature de la roche et suivant les circonstances dans lesquelles son altération a eu lieu.

Dans presque toutes les argiles, on rencontre au reste une certaine quantité d'alcali qui reste comme un témoin de leur origine; cest après cette décomposition que la masse, devenue friable, facile à délayer, a pu être transportée par les eaux et former, aussitôt que

leur mouvement a cessé, ces dépôts qu'on rencontre dans les terrains sédimentaires.

Ebelmen remarque en outre, dans ces mémoires importants qui font époque dans la géologie agricole, que la décomposition des roches plutoniques a dû avoir une influence marquée sur la composition de notre atmosphère. Il est clair, en effet, que les roches amphiboliques et pyroxéniques, en se décomposant, absorbent de Toxygène au moment où le protoxyde de fer qu elles renferment passe à Tétat de peroxyde ; il est clair encore que la masse considérable d'alcalis séparés des feldspathSj des basaltes, etc., a dû fixer une quantité notable d* acide carbonique, et par suite diminuer la proportion de ce gaz qui existait dans l'atmosphère primitive du globe,, sans que cependant la quaniité ainsi soustraite soit comparable à celle qui a été décomposée par les végétaux de la période houillère.

Nous avons indiqué plus haut, en effet, que le feldspath renferme 17 pour 100 de potasse, qui doivent absorber 7,8 d'acide carbonique. Or, la densité de l'orthose étant 2,5 environ, on voit qu'un mètre cube de ce minéral fixe, en se décomposant complètement, 19à kilogrammes d'acide carbonique. La pression due à l'acide carbonique n'est que de i^'^^^lk par mètre carré de surface; si l'on admet que l'atmosphère en renferme 4,5 dix-millièmes, on en déduit qu'il suffu*ait d'une épaisseur de 0,007 de feldspath orthose se décomposant sur toute la surface du globe pour absorber tout l'acide carbonique contenu dans l'air.

En songeant à la quantité énorme d'argile ainsi formée, on pourrait être étonné qu'il restât encore de l'acide carbonique dans notre atmosphère, si l'on ignorait que les dégagements incessants de ce gaz, qui se produisent par les orifices volcaniques, balancent les pertes qu'occasionne la fixation de l'acide carbonique par les alcalis des roches plutoniques. Il semble en effet, à voir l'abondance avec laquelle l'acide carbonique se dégage des volcans en activité ou même des fissures qui persistent dans les contrées où l'activité volcanique est épuisée depuis des siècles, que les masses incandescentes qui forment les coucfies profondes de notre planète tiennent en dissolution des quantités énormes d'acide carbonique qui s'échappent à mesure que leur refroidissement a lieu, comme de l'oxygène s'échappe de la litharge on de l'argent fondu au moment où ils se solidifient.

L'action qu'exerce l'acide carbonique sur les roches est établie par les analyses d'Ebelmen ; toutefois il est intéressant d'appuyer l'opinion du savant ingénieur par des expériences directes, et il est pos-

sible qu'il eût lui-même entrepris ces travaux, si une mort prématurée n'était venue l'enlever à la science. En Allemagne, MM. Polstorf et Wiegmann constatèrent que du sable maintenu pendant trente jours dans de l'eau saturée d'acide carbonique, lui abandonna de la potasse, de la chaux et de la magnésie ; mais ils ne donnèrent aucun nombre qui pût indiquer les quantités ainsi dissoutes.

M. Daubrée a récemment comblé cette lacune ; mais l'exposé de ses travaux sera mieux placé au paragraphe où nous traitons de la formation des terres de transport.

Les schistes micacés se détruisent assez facilement à leur surface, soit par la suroxydation du fer, soit par la tendance du silicate d'alumine à attirer l'humidité, soit par l'eau qui parvient à s'interposer entre les feuillets et qui les sépare lorsqu'elle se gèle. Les débris de mica sont doux au toucher, et constituent un excellent sol, ni trop ' sec, ni trop humide ; mais, quand le quartz est abondant, il peut aisément devenir trop sec et trop ferme.

Aux environs de Toulon, dans la presqu'île de Tamaris, le schiste est abondant et donne un sol passable, où la culture de la vigne est possible sur les collines ; dans les vallées, où les débris sont accumulés, la terre est devenue argileuse et peut être défoncée à plus 3e 60 centimètres pour planter la vigne. Nous donnons plus loin la composition d'un sol de cette nature.

Les trachytes^ les basaltes^ sont d'une dureté qui les rend difficiles à altérer par une action mécanique ; mais il suffit d'avoir parcouru les pays à volcans anciens pour avoir vu des basaltes profondément altérés, quelques-uns entièrement changés en une masse argileuse, et d'autres où cette modification est commencée à la surface.

La nature de la roche soumise à ces causes multiples de décomposition influe notablement sur la qualité de la terre formée. Ainsi le quartz pur^ le pétrosilex^ le porphyre qiiartzifère^ ne se décomposent que mécaniquement ; ces roches ne fournissent que peu de terre et une terre siliceuse peu fertile. Les gneiss ne se décomposent encore que médiocrement , et donnent presque toujours un sol complètement stérile. Certains granités se décomposent plus facilement que d'autres : les granités de l'Auvergne s'altèrent plus vite que ceux des Alpes.

Quand le yraniie est très-siliceux, les terres qui en résultent sont mauvaises. Dans la Corrèze et dans les Cévennes, dans la Bretagne, l'abondance du quartz communique une grande stérilité au

pays. Le roc dur ne fournit point de terre argileuse ; il ressort presque partout au travers d'une mince couche de sable impropre à la végétation. « Là, dit M. de Gasparin, tout est solitude ; on fait souvent plusieurs kilomètres sans trouver une habitation, et Ton ne rencontre que de loin en loin des châtaigniers improductifs.

> Dans quelques contrées privilégiées, comme au nord de Pompadour, le granité, presque entièrement feldspathique, donne une couche de terre végétale de plus de 0",S3 d'épaisseur, d'une admirable fertilité. Aussi la végétation y déploie toute sa splendeur ; les châtaigniers et les chênes y acquièrent des dimensions généralement inconnues au reste du pays, et les magnifiques prairies de Pompadour nourrissent les plus beaux bœufs du Limousin. »

Les roches calcaires pures primitives résistent aux agents mécaniques en raison de leur plus ou moins de dureté ; mais elles sont attaquées par les eaux pluviales et terrestres chargées d'acide carbonique. On trouve à leur surface une couche terreuse peu épaisse, qui contient toujours des bicarbonates et qui nourrit quelques plantes labiées, le thym, le serpolet, la lavande.

Si la roche présente des fissures, on y trouve des romarins, des genévriers, et même de grands arbres comme le pin. Celui-ci s'accommode bien du calcaire, même compacte. Ainsi les essais de reboisement des montagnes calcaires de la Provence ont passablement réussi sur les versants nord, où les jeunes pins échappent à l'ardeur dévorante du soleil; à l'exposition du sud, le roc est entièrement dénudé, ainsi qu'on peut le voir sur le Faron, qui domine Toulon.

Les calcaires plus ou moins sablonneux et argileux sont plus facilement attaqués par les agents extérieurs. Les couches terreuses provenant de ces roches ont généralement peu d'épaisseur, et les récoltes y sont souvent médiocres : la Champagne en est un exemple. Dans la craie, les plantes annuelles réussissent mieux que les arbres : sur le versant de la vallée de Grignon exposé au midi, se trouve la pièce de la Défonce , elle donne par les années humides des récoltes passables, quand elle est bien fumée ; mais la Côte aux Buis, qui est placée à côté et qui est encore boisée, n'est couverte que de rares bouleaux; les arbres verts cependant pourraient y prospérer, si les semis n'étaient ravagés par le gibier.

Les grès purement siliceux sont durs et ne se désagrègent pas plus facilement que le quartz ; mais les grès vertSy qui contiennent de la chlorite, de l'argile et du fer oxydé, tombent facilement en poussière, et forment des couches assez fertiles pour les prairies, quand l'eau

2â0 LA TERRE ARABLE.

est abondante. Dans les points plus élevés, ils ne portent que des forêts : les environs de Nogent-le-Rolrou, la région du Nord-Est, en fournissent des exemples.

Détritas orfcaoiqacs. — Au Sable provenant de la désagrégation mécanique des roches quartzeuses ou calcaires, aux ai'giies dues à la décomposition des roches feldspathiques sous l'influence de Tacide carbonique, h l'oxyde de fer enlevé aux basaltes, aux amphiboles, aux pyroxènes, etc. , viennent s'ajouter, dans la terre arable, les résidus des végétations qui s'y succèdent. Ces résidus, qui ont une influence si marquée sur les qualités des terres arables, ne sont pas indispensables ce|)endant pour que les végétaux puissent se développer ; il suffit de parcourir un pays de montagnes pour voir des arbres s'accrocher dans les anfractuosiiés des rochers, et y acquérir une assez grande hauteur. Les mousses, les lichens, recouvrent les roches les plus stériles, pourvu qu'elles y reçoivent de temps à autre un peu d'humidité, et l'apparition de ces humbles végétaux favorise singulièrement le développement des plantes d'une organisation plus complexe. Chaque végétal qui se développe sur un sol y meurt et s'y décompose, l'enrichit de sa dépouille; pendant sa vie, il fixe une certaine quantité dé carbone, il s'assimile de l'azote, et, après sa mort, ces éléments soumis à l'action lente de l'oxygène atmosphérique et sans doute à une fermentation particulière, donnent ces produits noirs et complexes désignés sous le nom d'htmiKs.

C'est ainsi qu'une roche, en s'altérant, en s'exfoliant, se recouvre d'une surface meuble qu'enrichissent les végétations qui s'y succèdent, et se transforme en terre arable. Mais il faiit reconnaître cependant que ces terres ainsi formées surplace sont loin de présenter la fertilité des terres de transport, et l'on conçoit en effet que, parmi les éléments de la roche primitive, peuvent manquer quelques-unes des matières nécessaires au développement normal des récoltes : quand l'élément qui fait défaut est apporté, les terres acquièrent par cette seule addition une fertilité moyenne et peuvent être cultivées avec profit. On sait avec quel avantage le noir animal et les phosphates fossiles sont employés sur les terres granitiques de la Bretagne provenant de roches dont le phosphore ne fait pas partie.

Si la culture est possible sur les terres formées par l'altération des roches sous-jacentes, elle est infiniment plus profitable sur les teires de transport, dont il nous reste à indiquer le mode de formation.