TEMPS

Tellurienne. , ■^ Mésozoïque. .? Jurassique (Secondaire.

I Triasique )

f Peniiienne. . .' . . j

l'aléozoïque.. ' Houillère ; De transition.

( Trilobitique. . . . )

,. . ... \ Terrains strato-crib- ) „ .

iXeplunienne. . Azoïque. . . j i.iiiins Piimaire.

CosMOGONiQUEs (granité primitif ou fondamental, formant le subslratum des terrains de sédiment).

La classification que nous venons d'indiquer olfre une certaine analogie avec la division généralement adoptée pour les temps historiques ; c'est une remarque que nous faisons surtout afin que le lecteur puisse mieux graver cette classification dans sa mémoire. Les périodes azoïque, paléozoïque, mésozoïque, néozoïque et homozoïque sont rattachées entre elles par des rapports qui rappellent ceux qui existent entre les périodes que les historiens désignent sous les noms de

temps fabuleux, temps anciens, moyen âge, temps modernes et époque contemporaine. Entre l'antiquité et le moyen âge, une séparation très-nette est établie par l'invasion des barbares, événement fécond en conséquences et qui marque le commencement d'une ère nouvelle. De même, un phénomène général, qui s'est manifesté en France et dans toutes les régions voisines, est venu placer une ligne de démarcation entre les périodes paléozoique et mésozoïque; ce phénomène général a été le retour des eaux océaniennes dans les régions qu'elles avaient désertées.

CHAPITRE m. Mouvements de l'écorce terrestre ; tremblements de terre ; FORMATION DES MONTAGNES. Mouvements clu sol; causes qui les déterminent. L'écorce terrestre est l'image de la stabilité ; ses fondements nous semblent inébranlables, et nous considérons les montagnes comme des points fixes propres à servir de base dans les opérations géodésiques ; il semble qu'autour de nous tout soit sujet à se déplacer, excepté le sol sur lequel nous vivons. C'est à peine si nous pensons quelquefois que cette stabilité peut de temps à autre être troublée par des tremblements de terre. Pourtant l'étude attentive des révolutions géologiques fait voir que l'écorce terrestre obéit à des impulsions aussi nombreuses que celles qui agitent les eaux de l'océan; mais la lenteur avec laquelle ces impulsions se manifestent est trop grande et la vie de l'homme est trop courte pour que nous puissions les apercevoir.

La présence de coquilles marines sur les montagnes avait conduit les anciens géologues à croire que la mer avait jadis recouvert ces montagnes et s'était ensuite retirée dans des abîmes souterrains. Les progrès de la science ont démontré que ce n'est pas la mer qui déserte ses anciens rivages, mais que c'est le sol qui se soulève. Avec l'hypothèse d'un abaissement progressif du niveau de l'océan, un grand nombre de faits géologiques, et notamment ceux qui nous font voir les mêmes contrées alternativement recouvertes et abandonnées par les eaux marines, ne peuvent recevoir d'explication plausible. Les mots « retrait de la mer » ne doivent être employés qu'au figuré et il faut baser l'étude des mouvements de l'écorce terrestre sur ce principe que l'océan a conservé le même niveau pendant toute la durée des temps géologiques.

Les mouvements de l'écorce terrestre échappent, dans une certaine mesure, à nos investigations quant à leur cause première; tout ce qu'il nous est permis d'affirmer, c'est qu'ils sont le contre-coup de ceux qui se manifestent dans la pyrosphère, toujours agitée sur un point ou sur un autre . Quant à leur mode de manifestation, nous les classons de la manière suivante, en distinguant un mouvement séismique ou vibratoire, un mouvement d'intumescence, un mouvement oscillatoire et un mouvement orogénique.

Les actions dynamiques qui se font sentir sur la croiite du globe et déterminent sa structure sont, outre les mouvements que nous venons d'énumérer, la pesanteur et les pressions que les diverses parties de l'écorce terrestre exercent les unes sur les autres.

La pesanteur est une force essentiellement passive ; elle intervient dès que la matière pyrosphérique se retire et cesse d'agir contre une partie de l'écorce terrestre qui a été soumise à son influence pendant un temps plus ou moins long.

La pesanteur détermine, en même temps, les pressions que les diverses parties de la croûte du globe exercent les unes contre les autres. Ces pressions agissent

verticalement lorsque l'écorce terrestre est en repos, mais, lorsqu'elle subit des dislocations, les masses dont elle secompose, en changeant de situation relative, donnent quelquefois origine à des pressions agissant dans tous les sens et amenant les accidents stratigraphiques qui rendent si tourmentée la structure des massifs montagneux.

Mouvement séismique; tremblements de terre. On distingue sous le nom de mouvement séismique l'action dynamique essentiellement instantanée, violente, de peu de durée, dont les contrées volcaniques sont ordinairement le siège et qui produit les tremblements de terre. Le mouvement séismique peut aussi recevoir l'épithète de vibratoire, parce que, pendant chacune de ses manifestations, l'enveloppe solide du globe éprouve des ébranlements en sens opposés et vibre en quelque sorte.

Le mouvement séismique est, pour ainsi dire, à l'état permanent de manifestation. Les tremblements de terre nous autorisent à affirmer que l'enveloppe solide du globe n'est jamais en repos ; les catalogues où ils sont enregistrés, à mesure qu'ils se complètent, accusent de plus en plus leur fréquence. Aussi, disait Humboldt, si l'on avait des nouvelles de l'état journalier de la surface tout entière, on serait bientôt convaincu que cette surface est toujours agitée par des secousses en quelques-uns de ses points et qu'elle est incessamment soumise à la réaction de la masse intérieure.

Les tremblements de terre sont de ti'ès-fortes ondes sonores excitées dans l'écorce terrestre par une commotion quelconque et qui s'y propagent avec la même vitesse que le son s'y propagerait. Il y a donc lieu de considère): dans l'étude de ces phénomènes la cause qui produit le choc et les circonstances qui accompagnent la propagation de l'onde séismique.

Parmi les causes que l'on a successivement invoquées pour expliquer les tremblements de terre, il en est qui, bien qu'admissibles, ne sauraient rendre compte que des secousses restreintes, locales, accidentelles, que l'on pourrait appeler des pseudo-tremblements de terre. Comme exemple de circonstances où ces secousses se manifestent, nous rappellerons que l'écorce terrestre présente, dans sa partie supérieure, des cavités plus ou moins vastes, sans cesse élargies par les cours d'eau souterrains ; la paroi supérieure de ces cavités finit par s'effondrer en occasionnant dans le sol des ébranlements qui se font sentir à des distances plus ou moins grandes.

Dans un groupe à part, il faut placer aussi les tremblements de terre volcaniques qui se manifestent dans le voisinage immédiat des volcans et qui précèdent oi'dinairement les éruptions volcaniques ; ils sont dus évidemment à des chocs déterminés soit par la lave dans son mouvement ascensionnel, soit au dégagement des vapeurs qui accompagnent la lave.

Mais les causes auxquelles nous venons de faire allusion ne sauraient expliquer les tremblements de terre embrassant une grande étendue, et notamment celui qui, après s'être manifesté à Lisbonne le 1^'' novembre 1755, fut ressenti aux Antilles, au Canada, dans les Iles Britanniques, en Suède, en Thuringe, dans les Alpes, en Italie et dans le nord de l'Afrique. C'est à ces tremblements de terre qu'il est permis de donner la désignation de tremblements de terre généraux ou plutoniques.

Le mouvement séismique reconnaît donc une cause générale, constante, sans cesse agissante tantôt sur un point, tantôt sur un autre, indépendante de la structure de l'écorce terrestre, puisqu'il est impossible d'établir une relation

entre cette structure, à peu près la même partout, et les tremblements de terre, qui se manifestent de pre'férence dans certaines régions. Cette cause, c'est la mobilité de la pyrospbère dont les moindres mouvements suffisent pour ébranler tout l'édifice qu'elle supporte.

On a dit avec raison que les tremblements de terre sont des éruptions volcaniques avortées. La matière pyrosphérique, violemment poussée contre l'écorce terrestre, ne trouvant pas d'issue, vient se beurter contre cette écorce. Elle lui imprime ainsi des ébranlements plus ou moins énergiques.

En disant que la raison d'être des secousses séismiques se trouve dans la pyrosphère, nous ne faisons sans doute que déplacer la question, mais, du moins, nous indiquons le point où l'origine de ces phénomènes doit être cherchée. La question se ramènerait donc à savoir quelles sont les causes qui agitent la pyrosphère que, d'ailleurs, on ne saurait supposer livrée à un calme absolu. Quelquesunes de ces causes, sans doute nombreuses, écliappent à notre examen, mais il en est dont on peut se faire une idée.

Bornons-nous à faire remarquer que cette zone, où la matière est à l'état fluide et, par conséquent, facile à mettre en mouvement, est pressée entre le nucléus, siège d'une force expansive considérable, et l'écorce terrestre sans cesse sollicitée par la pesanteur. Mentionnons encore les actions chimiques qui s'y manifestent et qui doivent s'accompagner d'agitations plus ou moins violentes. Rappelons, enfui, l'influence attractive qu'exercent la lune et le soleil ; cette action, insuffisante pour produire à elle seule les tremblements de terre, coopère indirectement à leur formation en occasionnant des marées pyrosphériques. Des observations, faites en Angleterre, tendent à démontrer l'existence d'une déviation se produisant deux fois par jour dans la verticale et due au passage d'une marée pyrosphérique. En 1855., Palmieri a observé, lors d'une éruption du Vésuve, une recrudescence se produisant dans le flot de lave deux fois par jour, à des intervalles de douze heures environ, et avec un retard diurne d'une heure, comme pour les marées océaniennes.

La plupart des tremblements de terre se manifestent par une, deux ou trois secousses. Il n'est pas rare pourtant de voir des tremblemeuls de terre se produire sans interruption pendant plusieurs jours. Dans le Cliili, des secousses se firent sentir depuis le 19 novembre 1822 jusqu'au mois de décembre 1825. Le fameux tremblement de terre de la Calabre, en 1783, persista jusqu'à la fin de décembre 1786; on compta 949 secousses pendant l'année 1783.

Quelquefois la secousse séismique n'est accompagnée d'aucun bruit; le plus souvent, le bruit précède ou accompagne la secousse; lorsqu'il la suit, il se fait entendre à une certaine distance du point où elle a été ressentie.

Les secousses séismiques, en se prolongeant sur le sol sous-marin, amènent une agitation plus ou moins grande dans les eaux; elles donnent naissance aux vagues de translation et aux raz de marée.

Les tremblements de terre, à peine sensibles dans certains pays tels que la France, se montrent, dans d'autres régions, assez violents pour renverser de> édifices et des villes entières. Mais ce qui les rend quelquefois plus désastreux, ce sont les calamités qu'ils amènent à leur suite. Lors du tremblement de terre de Lisbonne, deux heures après le choc, le feu se déclara en trois endroits de la ville qui, au bout de trois jours, fut réduite en cendres.

Les régions séismiques sont celles où les tremblements de terre se manifestent le plus fréquemment et avec le plus d'énergie : en même temps, la plupart des

volcans s'y trouvent concentrés. Elles forment, par leur juxtaposition, une zone que des solutions de continuité, réelles ou apparentes, permettent de partager en trois parties : 1° la zone des Andes, qui s'étend depuis le Chili jusqu'au Mexique et aux Antilles; 2» la zone asiatico-méditerranéenne, qui se développe depuis les Açores jusqu'au centre de l'Asie, au delà des Montagnes-Célestes ; 3° la zone asiatico-océanienne, qui passe à travers les archipels accompagnant l'Asie et la Nouvelle-Hollande.

Certaines régions sont fréquemment agitées par les tremblements de terre et ne possèdent pas de volcans ; il faut en conclure que le phénomène constitué par le mouvement séismique est plus général que celui qui résulte des éruptions volcaniques.

Les régions séismiques laissent entre elles de vastes contrées, ordinairement non articulées, où les tremblements de terre et les éruptions volcaniques sont très-rares : tel est le vaste continent qui se développe à l'est de la chaîne des Andes et qui est dans un état de repos presque complet.

Affaissements et soulèvements du sol dans les régions volcaniques. Sans remonter au delà des temps historiques, on constate de nombreux exemples d'affaissements et de soulèvements du sol. Les uns se manifestent avec une lenteur séculaire et sont continus : tel est le mouvement auquel obéit le sol deJa presqu'île Scandinave. Les autres sont brusques, plus ou moins locaux, non continus ; ils se manifestent dans les régions fréquemment agitées par les tremblements de terre et sont en relation, par leur origine première, avec les mouvements séismiques et les phénomènes volcaniques. Ces mouvements résultent de la pression exercée contre les parties supérieures de la croûte du globe par la lave qui s'en est approchée à la faveur des fissures qu'elle a trouvées devant elle. Si elle se retire après avoir soulevé le sol, celui-ci peut revenir à son niveau primitif; si elle se maintient dans les cavités qu'elle a envahies, si surtout elle s'y solidifie, le soulèvement du sol est définitif, jusqu'à ce qu'un phénomène du même ordre se renouvelle.

Les environs de Naples présentent de nombreux exemples de mouvements effectués dans les conditions que nous venons d'indiquer. Le plus classique de tous est celui du temple de Jupiter Sérapis, dont trois colonnes encore debout présentent, à 'i"",? environ de hauteur, des perforations de mollusques marins. Lorsque le temple de Sérapis fût bâti, le sol était évidemment au-dessus du niveau de la mer; à une époque récente, vers la fin du quatrième siècle, un affaissement du sol eut lieu aux environs de Pouzzole; les mollusques perforants vinrent établir leur demeure autour des colonnes; à une époque ultérieure, que divers documents permettent de considérer comme ayant coïncidé avec l'apparition du Monte-Nuovo, en 1558, le sol s'est soulevé une autre fois jusqu'à son altitude actuelle. Des observations faites de 1822 à 1838 ont constaté que le sol obéissait maintenant à une impulsion contraire et qu'il s'abaissait de 7 millimètres environ par an.

Pendant le tremblement de terre qui, en 1819, agita le delta de l'Indus, une étendue de 242 lieues carrées s'affaissa et fût immédiatement envahie par les eaux. En même temps surgit une protubérance qui a 16 lieues de longueur, près de 6 lieues de largeur et 3 mètres de hauteur.

Les côtes du Chili offrent aussi de nombreux témoignages de soulèvements assez importants qui datent des temps historiques. Lors du tremblement de terre de 1822, la côte fut soulevée d'un mètre environ autour de DicT. ESC 4' s. VUI. 27

Valparaiso. Pendant le tremblement de terre de I83ô, l'île de Santa-Maria, à 9 lieues de la Conception, s'exhaussa de 2'",4 vers le sud et de 5'", 4 vers le nord; sur le continent, le sol fut soulevé de i'",b et, au bout de deux mois, revint à son niveau primitif.

Mouvements généraux, mouvements d'intumescence et oscillatoire. Les soulèvements et les affaissements du sol, dans les régions non volcaniques, ne s'effectuent pas comme ceux dont il vient d'être question, c'est-à-dire d'une manière subite, on par saccades. Us s'opèrent avec une lenteur telle qu'on n'en peut constater l'existence que par des observations faites à des époques trèséloignées les unes des autres. Ils affectent de vastes contrées et leur point de départ se trouve dans la pvrosplière elle-même et peut-être à une profondeur plus grande. Enfin, ils sont persistants et tels, en un mot, qu'on les voit actuellement se produire en Scandinavie. On est enclin à voir, dans les mouvements du sol de ce pays, le résultat d'un phénomène local et sans importance; mais, en réalité, ils constituent un exemple et, sans doute aussi, la continuation des mouvements généraux qui ont suffi, pendant les temps géologiques, pour déterminer l'émergence ourimmergement de continents entiers.

Les observations faites pendant le siècle actuel et le siècle précédent ont démontré que la presqu'île Scandinave obéit à un mouvement de bascule ; la partie sud s'affaisse, tandis que la partie nord s'exhausse. Celsius, au commencement du siècle dernier, avait déjà émis l'opinion que les eaux de la mer Baltique et de la mer du Nord s'abaissaient graduellement et il concluait d'un grand nombre d'observations que le taux de la dépression était de près d'un mètre par siècle.

Le mouvement du sol de la presqu'île Scandinave est important à constater parce ({u'il existe depuis le commencement de la période quaternaire; il est la continuation de celui qui a eu pour conséquence la disparition progressive de la mer recouvrant au commencement de cette période tout le nord de la Russie et de l'Allemagne. Il nous fournit un exemple des mouvements généraux de l'ccorce terrestre qui ne dépendent pas de l'action volcanique. Pour constater leur existence, il faut rechercher quels ont été, pour chaque contrée, aux diverses périodes de son histoire géologique, son relief et sa situation au-dessus ou au dessous du niveau de l'océan ; on reconnaît alors que l'histoire géologique de cette contrée a été marquée par des alternatives de périodes marines et de périodes continentales.

Les mouvements généraux de l'écorce terrestre peuvent se classer, d'après leur moJe de manifestation, en mouvement d'intumescence et mouvement oscillatoire.

De tous les mouvements auxquels l'écorce terrestre obéit, le mouvement d'intumescence est celui qui agit avec le plus de lenteur et qui se manifeste le plus longtemps sur le même point sans dévier de sa direction. Les régions placées sous son influence n'ont cessé de se soulever de plus en plus pendant presque toute la durée des temps géologiques; elles coustituent autant de centres de soulèvement dont un des meilleurs exemples est fourni par le plateau central de la France qui est resté constamment émergé depuis la période azoîque. Les divers massifs montagneux, tels que le massif breton, les Pyrénées, les Vosges, la région des Alpes, sont également des centres de soulèvement.

Les centres de soulèvement sont séparés les uns des autres par des dépressions que nous appelons centres de sédimentation, parce qu'elles ont été maintenues

sous les eaux pendant presque toute la durée des temps géologiques et parce que l'action sédimenlaire s'y est manifestée de préférence. Un très-bon exemple de centre de sédimentation nous est donné par le bassin de Paris où un si grand nombre de formations sont superposées, et qui est compris entre le massif breton, le plateau central, les Vosges et les Ardennes.

Le mouvement oscillatoire est celui eu vertu duquel le sol de certaines contrées plus ou moins étendues est alternativement soulevé et abaissé, de manière à se trouver successivement au-dessous et au-dessus du niveau des mers. Pendant que ce mouvement se manifeste, la contrée soumise à sou influence conserve sa constitution topographique et son relief, à moins que d'autres impulsions n'interviennent en même temps. Depuis le commencement des temps géologiques, le sol de la France et des régions voisines a subi cinq oscillations, ainsi que nous le montrerons par la suite; à cinq reprises différentes, le sol de ces pays a été complètement émergé, et chacun des quatre premiers émergemeuts a été suivi de l'affaissement général du sol.

Mouvement orogénique, formation des montagnes. Les mouvements dont il vient d'être question ne sauraient rompre ni fracturer le sol ; ils impriment à l'écorce terrestre une flexion dont la flèche de courbure est assez faible pour que cette écorce les puisse sul)ir sans éprouver de déchirure ni de solution de continuité. L'écorce terrestre offre d'ailleurs plus de souplesse qu'on n'est porté à le penser. Pour qu'une impulsion amène la rupture de l'enveloppe solide du globe, il faut que cette impulsion ait une grande énergie, qu'elle se manifeste d'une manière relativement brusque et qu'elle affecte non des surfaces, mais des lignes ou des zones d'une faible largeur. Le mouvement susceptible de produire ce résultat est précisément celui qui préside à l'édification des chaînes de montagnes et que, pour ce motif, on appelle mouvement orogénique.

Pendant que les mouvements d'intumescence et oscillatoire ont pour conséquence l'émersiou des masses continentales, le mouvement orogénique dessine à la surflice du globe les fractures générales de l'écorce terrestre, les rivages des mers, la direction des vallées, celle des cours d'eau dans la majeure partie de leur trajet, l'orientation des archipels, des alignements de volcans et des chaînes de montagnes, en un mot, tous les accidents topographiques qui, par leur ensemble, constituent le modelé du globe.

Deux théories sont actuellement en présence pour expliquer la formation des chaînes de montagnes.

D'après un grand nombre de géologues, les chaînes de montagnes seraient le résultat d'impulsions horizontales, de refoulements latéraux dus au refroidissement du globe. La masse intérieure de notre planète se contracljint plus rapidement que sou enveloppe solide, celle-ci ne pourrait suivre la masse intérieure dans son mouvement de contraction et serait obligée de se plisser comme le ferait un vêtement trop ample. Les parties saillantes de chacun de ces plis seraient les chaînes de montagnes.

Selon d'autres géologues, dont nous adoptons la manière de voir, les chaînes de montagnes sont la conséquence d'impulsions verticales, dirigées de bas en haut et ayant leur point de départ sans doute dans les profondeurs du globe ; ces impulsions verticales donnent naissance à des refoulements latéraux, mais ceux-ci, au lieu de constituer la cause du phénomène, n'en sont qu'une des conséquences. Les agents atmosphériques reprennent en sous-œuvre le travail des forces intérieures; ils achèvent d'imprimer à chaque montagne le relief et l'aspect qui la

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caractérisent, mais à eux seuls ils ne sauraient édifier des chaînes de montagnes. En traçant à la surface du globe des vallées et des sillons plus ou moins profonds, ils parviennent à isoler des saillies de terrain, mais ces saillies n'ont qu'une minime importance ; quelles que soient l'énergie et la durée qu'on accorde aux agents atmosphériques, ils ne sauraient édifier des montagnes proprement dites.

Quant au rôle orogénique des roches éruptives, nous en dirons quelques mots dans le chapitre suivant.

CHAPITRE IV. Phénomènes ÉRUPTiFs; VOLCANS, ÉRUPTIONS volcaniques. Pliitonisme; vidcanicité. Les phénomènes éruptifs consistent dans le transport de la matière pyrosphérique qui, à l'état fluide ou pâteux, pénètre dans l'écorce terrestre et vient s'épancher à la surface du globe.

Les phénomènes éruptifs n'ont pas toujours présenté les mêmes caractères ; ils n'ont pas toujours eu le même mode de manifestation ; les substances qu'ils ont charriées n'ont pas toujours eu le même aspect, ni la même composition. Sous ce rapport, il y a lieu de distinguer, dans les phénomènes éruptifs, deux modes différents sous les noms de plutonhme et de vulcaniame.

Pour se rendre compte de ces différences, il faut se rappeler que, pendant la durée des temps géologiques, l'écorce terrestre a été en augmentant d'épaisseur. La matière pyrosphérique, pour arriver à la surface du globe, a donc eu à parcourir une distance de plus en plus grande, ce qui a certainement contribué à modifier le caractère des phénomènes éruptifs. Mais cet accroissement dans l'épaisseur de l'écorce terrestre a surtout agi en déplaçant la pyrosphère, c'est-àdire la zone où s'alimentent les courants de matière éruptive; c'est ce que nous allons expliquer.

En rappelant les circonstances qui avaient accompagné la formation de la première écorce terrestre, nous avons montré comment la pénétration de l'eau, dans la masse encore incandescente du globe, avait donné origine au magma granitique. La formation de la première écorce a été la conséquence de la solidification de la partie supérieure de ce magma; la partie inférieure est restée longtemps encore à l'état fluide ou pâteux pour constituer la pyrosphère des premiers temps géologiques. Les courants éruptifs, s'alimentant dans cette pyrosphère primitive, ont amené des roches de nature hydro-thermale.

Lorsque la pyrosphère hydro-thermale, complètement solidifiée, est devenue à son tour partie intégrante de l'écorce terrestre, la pyrosphère, et avec elle le réservoir où s'alimentent les courants de matière éruptive, s'est trouvée transportée dans la zone où l'eau n'avait pu pénétrer. Alors se sont montrées les roches éruptives dont la fluidité était exclusivement due à l'intervention de la chaleur.

Par conséquent, la distinction entre le plutonisme et le vulcanisme est basée non-seulement sur la différence dans la composition minéralogique et la nature hydro-thermale des matériaux éruptifs, mais aussi sur la température plus ou moins élevée et la fluidité plus ou moins grande de ces mêmes matériaux. Les roches plutoniques sont arrivées à l'état pâteux ou sub-solide, les roches volcaniques à l'état fluide. A l'époque où les phénomènes éruptifs présentaient le caractère plutonique, les issues par où arrivaient les matériaux charriés étaient bientôt obstruées à cause de la nature pâteuse ou sub-solide de ces matériaux; mais, comme l'écorce terrestre était encore très-mince, ceux-ci trou-

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valent bientôt un autre passage; il en résultait, dans tous les cas, un de'placement fréquent dans les points par où ils arrivaient à la surface du globe.

Lorsque les phénomènes éruptifs ont pris le caractère volcanique, les laves et les autres roches éruptives, soit à cause de leur fluidité même, soit par suite d'autres circonstances que nous allons mentionner, ont laissé toujours libre l'issue par laquelle elles atteignaient la surface du sol ; l'épaisseur plus considérable de la croûte du globe ne leur permettait pas d'ailleurs de trouver facilement une autre ouverture. Par suite de ces diverses circonstances, les phénomènes éruptifs ont tendu à se manifester pendant longtemps sur le même point et les courants de lave à s'épancher par la même issue. Voilà pourquoi le vulcanisme a été défini un « plutonisme localisé » ; on a pu dire d'un volcan que c'était une ouverture établissant une communication permanente entre l'intérieur du globe et sa surface.

Causes des éruptions plutoniques et volcaniques. Parmi les causes qui occasionnent les éruptions, il faut d'abord mentionner la pression que l'écorce terrestre exerce sur la matière pyrosphérique ; sous cette pression, celle-ci tend à remonter entre les fissures qui se trouvent sur son passage, exactement comme l'eau qui s'élève entre les blocs de glace ; le point atteint par la matière pyrosphérique, dans son mouvement d'ascension, dépend du rapport entre la densité de cette matière et celle de l'écorce terrestre.

Les agitations de la pyrosphère ont également pour effet de projeter la matière éruptive dans l'intérieur de l'écorce terrestre ; elles lui permettent même d'arriver jusqu'à la surface du globe.

Les deux causes que nous venons de mentionner ont seules fonctionné tant que les phénomènes éruptifs ont présenté le caractère plutonique; mais, lorsqu'ils ont pris le caractère volcanique, une troisième cause est venue s'ajouter aux précédentes : c'est l'intervention de l'eau, agent principal des éruptions volcaniques proprement dites.

Lorsque l'eau, circulant librement dans la partie supérieure de l'écorce terrestre, rencontre des courants ascendants de lave, elle se dissout dans cette lave ou .se mélange mécaniquement avec elle. D'autres substances, gazeuses à la température ordinaire, ou susceptibles de prendre l'état gazeux à une température élevée, pénètrent également dans les courants de lave. Cette eau et ces substances sont celles qui se dégagent des volcans pendant chaque éruption, et qui, par leur expansion, donnent à la lave solidifiée sa texture scoriacée. La vapeur d'eau, portée à une température très-élevée, acquiert une très-forte tension; elle facilite le mouvement d'ascension de la lave qu'elle accompagne dans son trajet vers la surface du globe. Lorsque le courant de lave est assez rapproché du cratère, la colonne qu'il forme exerce une pression moindre sur la vapeur d'eau, celle-ci surmonte cette pression et détermine une explosion ou une série d'explosions constituant l'éruption volcanique. 11 se produit un phénomène trèssimple dont nous voyons chaque jour des exemples lorsqu'une bouteille d'eau gazeuse est débouchée. Si, dans ce dernier cas, le gaz entraîne l'eau, dans une éruption volcanique, c'est l'eau qui entraîne la lave. La cause que nous venons d'invoquer explique pourquoi les volcans se trouvent toujours près du littoral des mers.

Éruptions volcaniques. — Dans la plupart des cas, l'impulsion à laquelle la lave obéit, lorsque l'éruption va se produire, se manifeste d'abord par des effets dynamiques. Le courant de lave pressée contre les parois des conduits volca-

niques ou poussée violemment dans les cavités qu'elle avait momentanément abandonnées, ne se meut pas snns imprimer des chocs plus ou moins violents aux masses situées sur son passage. Aussi une éruption volcanique est-elle ordinairement annoncée et précédée par des bruits souterrains et par des tremblements de terre.

L'approche de la lave produit un afflux de chaleur dont les conséquences se manifestent de diverses manières, et notamment en occasionnant la fonte subite des neiges qui occupent le sommet de cei'tains volcans. Des amas de vapeur d'eau s'échappent du cratère et forment, en se refroidissant dans l'atmosphère, un nuage épais autour d'une colonne de fumée et de cendres. Tin orage volcanique éclate bientôt, et l'on peut distinguer les roulements du tonnerre au milieu du bruit qui se fait entendre dans le volcan. Les éruptions volcaniques sont fréquemment accompagnées de lueurs qui apparaissent dans les nuages accumulés au-dessus du volcan ; presque toujours elles sont le reflet de la lave placée au fond du cratère.

Enfin, lorsque la lave arrive près du cratère, l'éruption proprement dite commence. Des fragments de roches détachés des parois du conduit volcanique sont projetés dans l'atmosphère ; ces blocs sont fréquemment accompagnés de lambeaux de lave fondue qui retombent sous forme de scories et de bombes volcaniques. Des cendres s'échappent du volcan et constituent, seules ou mêlées à la vapeur d'eau, d'immenses nuages quelquefois assez épais pour obscurcir l'atmosphère. Un grand nombre de relations évaluent à plus de 100 lieues la distance à laquelle sont transportées les cendres rejetées par les volcans de l'Asie et de l'Amérique.

L'apparition des cendres volcaniques marque ordinairement le moment où l'éruption volcanique est à son paroxysme. Certains volcans ne présentent pas d'autres manifestations de leur activité que les phénomènes que nous venons d'indiquer, mais il en est d'autres où l'éruption atteint une dernière période qui coïncide avec l'arrivée de la lave.

Les petits volcans, tels que le Stromboli, le Yésuve, rejettent la lave par leur cratère. Sur dix éruptions de l'Etna, neuf se font par ses flancs. Jamais le pic de Ténériffe et les grands volcans de l'Amérique n'ont versé de lave par leur cratère. Il est possible que la cause, quelle qu'elle soit, qui soulève la lave, n'ait pas assez d'énergie pour la porter au delà d'une certaine altitude. Il se peut aussi ({ue les parois du conduit volcanique ne soient pas assez résistantes pour supporter le poids de la colonne de lave; sous la pression qu'elles subissent, elles se fracturent et livrent passage à la masse éruptive.

La vitesse du courant de lave est évidemment fonction : 1° du degré de fluidité de cette lave ; '2" du degré de la pente sur laquelle le courant se meut ; 5° de l'abondance de la lave rejetée par le volcan. Au Vésuve, la vitesse des courants de lave paraît varier de 180 à 7200 mètres par heure. Les laves de l'Etna n'ont pas une vitesse supérieure à 400 mètres par heure sur un plan incliné ; mais, sur un plan presque horizontal, elles mettent des journées entières pour avancer de quelques pas.

La coulée la plus étendue que présente l'Etna est celle que produisit l'éruption de 1669 ; elle se développe des Monti-llossi jusqu'à Catane, sur une longueur de près de 16 000 mètres et sur une largeur de 3000 mètres en moyenne. Lors delà fameuse éruption du Skaptaa-Jokul (Islande), en 1783, deux courants de lave coulèrent en sens opposés : l'un avait 18 lieues de longueur sur 4 de

largeur; l'autre 14 lieues de longueur sur 2 de largeur. La hauteur ordinaire de ces deux courants était de 30 mètres environ. Certains courants de lave coulent dix ans après leur sortie du volcan ; on a même observé sur l'Etna des laves qui fumaient vingt-six ans après l'éruption qui les avait rejetées.

Un volcan n'a pas une durée indéfinie; il vient un moment où le conduit qui l'alimente s'obstrue et s'oblitère. Le volcan entre alors dans sa période de repos ; il passe d'abord à l'état de solfatare et n'émet plus que de la vapeur d'eau mélangée d'hydrogène sulfuré et d'acide carbonique ; c'est ce que l'on observe pour la fameuse solfatare de Pouzzole, près de Naples. Plus tard, le volcan n'exhale que de l'acide carbonique, puis, enfin, il s'éteint complètement et ne donne plus de signes d'activité. Certains volcans que l'on pourrait supposer éteints se raniment tout à coup ; au moment oîi l'éruption du Vésuve de l'an 79 eut lieu, le cratère était tapissé de vignes et avait servi de campement à Spartacus et à ses dix mille gladiateurs.

Les conduits volcaniques d'une même région ne fonctionnent pas en même temps ou n'ont pas la même activité dans le même moment. Chacun d'eux se repose à son tour parce que le flot de lave qui part de la pyrosphère se porte tantôt d'un côté, tantôt d'un auti'e. Enfin, quel que soit le temps pendant lequel l'activité volcanique se manifeste dans une région quelconque, il vient un moment où elle déserte complètement cette région. Parmi les contrées qui renferment des volcans éteints proprement dits, nous citerons l'Auvergne, les environs d'Olot en Catalogne, etc.

Structure et morphologie des volcans. Un volcan se compose ordinairement de trois parties: l°la cheminée volcanique ou conduit qui traverse l'écorce terrestre dans le sens vertical et que la lave parcourt en se dirigeant vers la surface du globe; 2° le cône volcanique que les débris rejetés par les volcans et les courants de lave édifient autour de l'orifice en s'accumulant à chaque éruption ; 5" le cratère ou ouverture placée au sommet du cône.

On appelle cratère d'explosion une dépression en forme de cuve pratiquée dans un terrain non volcanique, dans le schiste dévonien de l'Eifel, par exemple. La formation d'un cratère d'explosion a été comparée à l'effet d'une mine que l'on fait sauter. Elle s'explique en admettant que chaque éruption a été favorisée par la faible résistance de l'écorce terrestre ou déterminée par l'expansion subite de masses gazeuses momentanément comprimées.

Lorsque des cratères d'explosion isolés, situés à de médiocres hauteurs, sont remplis d'eau, comme on l'observe dans l'Eifel, en Auvergne et dans l'île de Java, ils peuvent aussi être appelés des cratères lacs ; mais on ne saurait considérer cette dénomination comme étant synonyme de celle de cratère d'explosion.

tes parois de la cavité intérieure d'un volcan sont soumises à une destruction incessante ; elles sont peu à peu démantelées et, à chaque éruption, les flots de lave entraînent leurs débris. Pendant que ces parois s'amincissent et deviennent moins résistantes, le poids de la masse qu'elles ont à supporter, et qui résulte de l'accumulation des matériaux rejetés par le volcan, augmente sans cesse. Il vient un moment où elles s'affaissent. Il se forme alors une cavité qui est un cratère d'affaissement ou d'effondrement. C est ainsi que se produisit l'effondrement du volcan de Papandayang, dans l'île de Java ; ce volcan s'effondra avec 40 villages bâtis sur ses flancs et fut remplacé par un lac de plusieurs milles de diamètre. Quelques-uns des cratères de l'Eifel nous paraissent, à cause de leurs vastes proportions, mériter le nom de cratères d'effrondrement. Le Val del Bove,

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situé près du sommet de l'Etna, doit aussi être considéré comme la conséquence d'un effondrement.

Lorsque la lave vient s'épancher à la surface du globe, elle s'accumule autour de l'orifice de la cheminée volcanique pour édifier un cône et un cratère dits d'éruption parce que l'un et l'autre sont le résultat d'éruptions successives.

On admettait, il y a quelques années, que la lave pouvait soulever l'écorce terrestre et déterminer ainsi, en crémier lieu, l'apparition d'une boursouflure. Plus tard, elle parvenait à percer cette boursouflure, et les strates, redressées autour de l'ouverture ainsi produite, formaient un cône et un cratère dits de soulèvement; ce cratère pouvait, par la suite, se recouvrir et se surmonter d'un cratère d'éruption. Cette théorie a donné lieu à une vive et longue controverse; actuellement elle est à peu près abandonnée ;^n s'accorde à admettre que tous les cratères sont exclusivement des cratères d'éruption.

La difficulté pour la lave d'agir dynamiquement sur les strates s'explique par sa grande fluidité, qui lui permet de glisser sans peine à travers les fissures qui lui livrent passage, et que les circonstances dont les éruptions volcaniques sont accompagnées maintiennent constamment ouvertes. Mais il n'en a pas été tout à fait de même pour les roches plutoniques : celles-ci sont arrivées à la surface du globe à l'état pâteux ou sub-solide ; on conçoit qu'elles aient pu fréquemment agir comme un coin entre les masses placées sur leur trajet et qu'elles aient pu les déranger de leur situation première. Les éruptions plutoniques se distinguent des éruptions volcaniques par d'autres caractères que nous mentionnerons en parlant des roches éruptives.

CHAPITRE V. Phénomènes geysériens; sources thermales; métamorphisme. A la faveur du réseau formé par les fissures de l'écorce terrestre, l'eau pénètre dans l'intérieur de cette écorce jusqu'à une assez grande profondeur. Dans son trajet souterrain, elle s'éloigne de la surface du globe jusqu'à ce qu'elle passe à l'état de vapeur et tende à remonter vers son point de départ. Ce double mouvement constitue ce que l'on pourrait appeler la circulation profonde de l'eau. Le degré de thermalité acquis par l'eau dépend évidemment de la profondeur plus ou moins grande qu'elle a atteinte.

Nous réunissons sous le nom d'action geysérienne les phénomènes nombreux ■et variés dus à l'influence de la circulation profonde de l'eau. Cette eau, après son trajet souterrain, revient à la surface du globe dans des conditions qui varient pour chaque phénomène-; à son retour, elle a non-seulement acquis un degré plus ou moins grand de thermalité, mais, en outre, elle s'est chargée de diverses substances qu'elle tient en dissolution ou en suspension ; ces substances, elle les a prises aux roches qu'elles a rencontrées sur son passage, ou bien elle les a reçues de la pyrosphère.

Sources thermales ; sources minérales. Les eaux des sources ne sont jamais absolument pures ; comme nous venons de le dire, elles contiennent diverses substances qu'elles enlèvent aux roches qu'elles rencontrent. Le pouvoir dissolvant de l'eau augmente avec la température et avec la pression. Pourtant ce serait une erreur de croire que la quantité des substances tenues en dissolution dans l'eau d'une source est d'autant plus forte que cette eau possède un plus haut degré de thermalité. Les plus chaudes de toutes les sources permanentes, celles dont la température varie de 95 degrés à 97 degrés, sont aussi les moins chargées

de matières en dissolution. Les sources thermales de Luxeuil, malgré leurs propriétés médicinales, sont presque d'une pureté complète.

La conclusion qu'il faut tirer de ces remarques, c'est que les eaux fortement chargées de substances étrangères ne les ont pas toujours enlevées aux roches avec lesquelles elles se sont trouvées en contact. Le plus souvent ces eaux se sont pénétrées de ces substances au moment où, dans leur trajet souterrain, elles se confondaient avec les courants ascendants de matières volatilisées se dégageant de la pyrosphère.

L'aphorisme : taies sitnt aquœ qualis terra per qnam fJuunt, n'est rigoureusement exact que pour les sources dont le trajet souterrain est assez court et qui n'ont pas eu le temps de se mettre en relation avec les substances, autres que l'eau, qui se meuvent à travers la croûte du globe. Les sources des contrées où existent des gisements de sel gemme contiennent quelquefois du chlorure de sodium. A Paris, l'eau des puits renferme généralement du sulfate de chaux provenant du terrain gypseux qui forme une partie du sous-sol. Dans les pays calcaires, les eaux sont toujours chargées de carbonate de chaux qu'elles dissolvent à la faveur de l'acide carbonique fourni soit par l'atmosphère, soit par la décomposition des matières végétales enfouies dans le sol, soit, enfin, par les émanations intérieures. Les eaux qui, à conditions égales, offrent le plus de pureté, sont celles qui n'ont été en contact qu'avec les roches siliceuses; ce sont les eaux potables par excellence.

Les sources thermales sont celles dont la température est supérieure à la température moyenne du lieu où elles jaillissent. Il résulte de cette définition que leur température minima n'est pas la même sous toutes les latitudes; une source qui aura une température de 25 degrés sera thermale dans le voisinage des pôles, mais ne le sera pas sous l'équateur.

Les sources minérales doivent aux substances fixes ou volatiles dont elles sont chargées leur action plus ou moins prononcée sur l'économie animale ; ces substances ne troublent pas la limpidité de leur eau.

Les sources minérales se classent, d'après leur composition chimique, de la manière suivante :

a. Sources acidulés ou gazeuses, contenant de l'acide carbonique qui les rend pétillantes et leur donne une saveur aigrelette. Les eaux acidulés proprement dites sont celles qui ne renferment que de l'acide carbonique. Mais ce gaz intervient également dans la composition de la plupart des eaux alcalines et des eaux ferrugineuses ; en se mélangeant à l'eau, il lui communique la propriété de dissoudre les carbonates.

b. Sources alcalines, ayant une saveur amère et renfermant surtout, avec plus ou moins d'acide carbonique, du bicarbonate de soude (Carlsbad, Spa, Vichy, Mont-Dore, Plombières).

c. Sources salines, offrant une saveur salée et contenant du chlorure de sodium ordinairement accompagné de sels de chaux, de magnésie, etc. On considère également comme salines certaines sources qui, ne pouvant être placées dans aucun des quatre autres groupes, renferment des sulfates alcalins. Les eaux de Sediilz, par exemple, ne possèdent pas de chlorure de sodium, mais sont très-riches en sulfate de magnésie.

d. Sources sulfureuses, ayant ordinairement une odeur d'oeuf pourri et tenant en dissolution de l'acide sulfhydrique (Bagnères de Luchon, Baréges, Cauterets, Eaux-Bonnes, Aix-la-Chapelle, Bade).

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e. Sources ferrugineuses, caractérisées par leur saveur styptique, comme celle de l'encre, et renfermant du fer à l'état de sulfate ou de carbonate.

Sources pétrogéniques. On doit réserver le nom de sources pétrogéniques à celles qui ont apporté ou qui apportent à l'action sédimentaire les matériaux qu'elle met en œuvre dans l'édification de la zone stratifiée. Elles se distinguent des sources minérales ordinaires par la nature et surtout par la forte proportion des substances charriées par elles. Ces substances sont les carbonate, phosphate et sulfate de chaux, le carbonate de magnésie, la silice et quelques silicates, le chlorure de sodium, le fer, etc.

Les sources chargées de silice ou de silicates ont été très-abondantes pendant les premiers temps géologiques; elles ont contribué d'une manière presque exclusive à la formation des anciens terrains. Actuellement les sources chargées d'assez de silice pour que des dépôts de tuf siliceux se produisent autour des points où elles jaillissent sont très-rares. On ne cite guère que celles de Saint- Michel (Âçores) et les geysers d'Islande.

La quantité de carbonate de chaux contenue dans les sources incrustantes ou pétrogéniques est d'autant plus grande que ces sources sont plus riches en acide carbonique et possèdent une température plus élevée. C'est ce qui explique pourquoi les sources froides des régions calcaires, quoique contenant toujours du carbonate de chaux, en renferment assez peu ; leur acide carbonique n'est autre que celui que les eaux superficielles leur ont apporté après avoir filtré à travers le sol.

Les sources fortement chargées de principes calcaires les reçoivent d'une grande profondeur, puisqu'elles jaillissent souvent de terrains non calcaires, tels que le granité et le balsate. La fontaine de Saint-Allyre, dans un des faubourgs de Clermont, est célèbre à cause de ses propriétés incrustantes ; l'eau de cette fontaine sort d'un pépérino volcanique et a formé une butte de travertin. C'est dans les régions volcaniques que l'action des eaux pétrifiantes acquiert sa plus grande intensité. Dans quelques parties de la Toscane et de la campagne de Rome, la formation du travertin, qui est un tuf très-compacte, est très-abondante et trèsrapide. A la montagne de San-Vignone, en Toscane, une couche de travertin de 15 centimètres d'épaisseur s'y dépose chaque année au fond d'un conduit ayant une pente de 30 degrés.

L'importance des sources pétrogéniques, très-affaiblie de nos jours, a été très-grande pendant tous les temps géologiques. C'est l'action geysérienne qui a fourni aux roches sédimentaires une bonne partie de leurs éléments constitutifs. Les calcaires notamment ont une origine exclusivement geysérienne. Les bancs de sel gemme, si puissants dans certaines contrées, sont dus à des sources qui ont apporté le chlorure de sodium à l'état de dissolution et peut-être de suspension dans l'eau. Dans aucun cas, les bancs de sel gemme ne doivent être considérés, ainsi que le prétendent quelques géologues, comme étant le fond d'anciennes mers desséchées.

A l'action geysérienne appartiennent encore, par leur origine, les amas de gypse et de phosphate de chaux, les bancs de fer hydraté, peroxyde ou hydraté, les gisements de métaux, le remplissage des filons, les phénomènes sidérolitiques.

Soffionni, geysers, solfatares, volcans boueux, émanations gazeuses. Les fumerolles sont des jets de vapeur d'eau qui s'échappent des laves à mesure qu'elles se solidifient ou des volcans lorsqu'ils sont en éruption. On peut étendre cette désignation aux dégagements de vapeur d'eau qui s'effectuent à travers les

iissures du sol dans les contrées où existent des volcans éteints ou en activité : ces dégagements de vapeur d'eau donnent quelquefois naissance à des étuves naturelles, telles que celles de Néron.

Les solfatares {soufrières) sont des fumerolles où la vapeur d'eau est mêle'e à des vapeurs sulfureuses qui déposent le soufre sur les parois des conduits par où elles arrivent à la surface du sol. Lorsque l'hydrogène sulfuré brûle au contact de l'air, il se transforme en eau et en acide sulfureux ; l'eau se dégage, du soufre en excès se dépose et l'acide sulfureux passe en partie à l'état d'acide sulfurique. Dans les solfatares, celui-ci réagit sur l'alumine des roches avec lesquelles il est en contact pour former de l'alun ou sulfate d'alumine. L'Islande est la contrée la plus riche en solfatares ; l'île de Bourbon et la Guadeloupe en renferment également, mais la plus connue de toutes les solfatares est celle de Pouzzole, dans les Champs Phlégréens.

Les soffionni ou soufflards des Maremmes de la Toscane sont des éruptions permanentes de vapeur d'eau s'échappant avec violence des fissures du sol et formant des colonnes blanches de 10 à 20 mètres de hauteur. Les vapeurs des soffionni ont une température de 105 à 120 degrés; elles altèrent les roches et les désagrègent en donnant naissance à des dépôts de gypse cristallisé, accidentellement mêlé de soufre. Elles tiennent également en dissolution de l'acide borique qui donne lieu à une exploitation active. Les lagoni sont dos marais formés par l'eau des soffionni.

On donne le nom de geysers (geysir, fureur, dans la langue du pays) à des jets d'eau intermittents qui existent en Irlande. Ces geysers sont groupés au nombre d'une centaine sur un espace qui a 300 mètres de rayon. Le grand geyser se distingue par un cône de concrétions siliceuses déposées par l'eau ; la hauteur du cône est de 5 mètres ; à son sommet se trouve un bassin évasé, de 16 mètres environ de rayon. Au milieu du bassin existe un puits de 5 mètres de diamètre et de 25 mètres de profondeur; c'est par ce canal que s'élèvent les eaux qui jaillissent à des intervalles irréguliers en une gerbe de 50 à 50 mètres de hauteur. Les éruptions des soffionni et des geysers s'expliquent de la même manière que les éruptions volcaniques ; elles résultent également de l'effort que fait la vapeur d'eau pour se dégager, mais cette vapeur est répandue dans l'eau au lieu d'être dissoute dans la lave.

Les salz-esou volcans boueux sont des éruptions de matières terreuses délayées dans l'eau salée et contenant de l'hydrogène carboné et quelquefois du gypse, du soufre, du bitume et de l'acide carbonique. La matière boueuse, en saccumulant autour de l'ouverture par laquelle elle s'échappe, édifie un cône au sommet duquel est creusée une cavité cratériforme. Le phénomène des salzes se manifeste dans les mêmes contrées où se trouvent les dégagements d'hydrogène carboné; ce gaz joue, en effet, dans leur formation, le même rôle que la vapeur d'eau dans les soffionni et les geysers. Dans les salzes, la température de la boue est la même que celle de l'air ambiant ; ce fait a conduit quelquefois à n'admettre aucune relation entre les volcans boueux et les phénomènes volcaniques proprement dits, mais c'est à tort. Les gaz qui se dégagent des volcans boueux doivent leur mise en liberté à des décompositions qui s'effectuent sous l'influence de la chaleur intérieure ; seulement, en se rapprochant de la surface du globe, ils perdent peu à peu ia chaleur qu'ils possédaient.

Il faut signaler aussi le rapprochement qui existe entre les volcans boueux et les sources salées; si la boue de ces volcans renferme toujours du chlorure de

sodium, les sources salées jaillissent souvent dans le voisinage des sources d'hydrogène carboné. Les salzes les plus connues sont celles des bords de la mer Caspierne, de la Crimée, du Modenais, de Macaluba, près de Girgenti (Sicile), et de Turbaco, près de Carthagène (Nouvelle- Grenade) . A Turbaco, les volcans de boue forment des cônes de 6 à 8 mètres d'élévation et de 60 à 80 mètres de circonférence.

A l'action geysérienne se rattachent les dégagements d'hydrogène carboné, ceux d'acide carbonique et les sources bitumineuses. Les dégagements d'hydrogène carboné que nous avons ici en vue ne doivent pas être confondus avec ceux qui se produisent au sein des eaux stagnantes; par leur origine ils appartiennent à l'action volcanique. L'hydrogène carboné, au moment où il se dégage du sol, s'allume quelquefois et brûle ensuite pendant des années ou des siècles entiers. De là le phénomène généralement désigné sous le nom de fontaines ardentes, feux éternels, feux naturels ou sources inflammables.

C'est surtout dans les contrées volcaniques que les dégagements d'acide carbonique sont abondants. Il s'accumule au fond des grottes où, par suite de sa grande densité, il forme une couche où sont asphyxiés les animaux qui y pénètrent; il en est ainsi pour la grotte dite du chien, sur les bords du lac Agnano (Champs Phlégréens). Dans les Andes, les éruptions volcaniques et les tremblements de terre sont accompagnés d'abondantes émanations d'acide carbonique que l'on appelle mofettes et qui amènent fréquemment la destruction des troupeaux.

Quelquefois le bitume de certaines sources bitumineuses a une origine organique et provient de la distillation de la houille soumise à une chaleur plus ou moins forte, soit à cause de la profondeur où elle a été portée, soit par suite du voisinage d'une roche éruptive. Mais, dans la plupart des cas, il résulte des réactions qui s'opèrent dans les profondeurs de l'écorce terrestre et dans le voisinage des foyers volcaniques.

Émanations métallifères; filons; terrain sidéroUtique. La pyrosphère forme un immense réservoir d'où se dégagent non-seulement des courants de matière éruptive, mais aussi des substances à l'état gazeux. Celles-ci n'arrivent d'ailleurs vers la périphérie du globe que grâce à l'intervention de l'action geysérienne. Les substances métalliques, ainsi transportées à travers l'écorce terrestre en vertu des deux actions éruptive et geysérienne, rencontrent des vides affectant diverses formes ; elles s'y accumulent en amas ou en filons. Le remplissage des filons s'étant effectué d'après deux procédés différents, il en résulte qu'il y a deux sortes de tilons : les f^lons injectés, remplis par voie éruptive, et les filons concrétionnés, remplis par voie geysérienne. Dans un filon il faut distinguer sous le rapport de sa composition minéralogique : 1" la partie pierreuse ou gangue; 2" la partie métallique ou minerai. Un filon stérile est celui qui est réiluit à sa gangue.

On appelle terrain sidéroUtique des amas d'argile et de pisolites ferrugineuses remplissant des cavités dont la forme est très-variable et très-irrégulière. Les cavités sidérolitiques ont été, à l'origine, des fentes produites dans les mêmes circonstances que celles qu'occupent les filons ; mais elles diffèrent de celles-ci parce qu'elles ont été très-a grandies par les eaux corrosives qui les ont parcourues. Par leur mode de formation, elles se rapprochent beaucoup plus des grottes que des fentes filoniennes.

Le phénomène des éruptions sidérolitiques avait son siège à une grande profondeur et les eaux qui jaillissaient pendant ces éruptions possédaient une

température très-élevée. Ces eaux ont profondément corrodé et altéré les parois des conduits par oui elles ont passé ; elles devaient leur acidité soit à l'acide carbonique, soit à l'acide sulfurique provenant de la décomposition des pyrites dont la transformation donnait origine au fer sidérolitique.

Quel était le caractère général des éruptions sidérolitiques ? Si on les compare à ce qui se passe de nos jours, on est conduit à reconnaître qu'elles étaient tout à la fois des geysers, des soffionni, des volcans boueux et des sources saturées de fer. Si on les compare à ce qui s'est passé pendant les temps géologiques, on est amené à les rattacher au jaillissement des sources pétrogéniques et au remplissage des filons. Pour exprimer en peu de mots les analogies et les différences qui existent entre ces phénomènes, nous dirons que le jaillissement des sources sidérolitiques est, par rapport au jaillissement des eaux filoniennes, ce que les éruptions volcaniques sont par rapport aux éruptions plutoniques.

Ce que nous avons dit des phénomènes éruptifs, en distinguant parmi eux un mode plutonique et un mode volcanique, s'applique également aux phénomènes geysériens. Ceux-ci, à un certain moment, ont pris, comme les phénomènes éruptifs, une allure différente. En ce qui concerne les phénomènes sidérolitiques nous ferons remarquer que leur première manifestation date de l'époque éocène supérieure, c'est-à-dire précisément du moment où les phénomènes volcaniques proprement dits ont commencé à se manifester. Celte relation que nous constatons entre les phénomènes geysériens et les phénomènes éruptifs, au point de vue chronologique, existe également sous le rapport géographique; les uns et les autres se manifestent dans les mêmes régions.

Métamorphisme. La matière organique n'est pas livrée à un calme absolu ; elle obéit sans cesse à des mouvements moléculaires, et, sous leur influence, les atomes, ayant les uns pour les autres une grande affinité, se combinent ; en même temps, les molécules de nature différente se séparent, tandis que les molécules de même nature tendent à se rapprocher, puis à se grouper selon les lois de la cristallisation.

On rencontre à chaque pas, à la surface du globe, les effets de cette activité interne de la matière organique. Mais les modifications éprouvées par les roches à une faible profondeur, quelque grandes qu'elles soient, ne constituent pas toujours et nécessairement des cas de métamorphisme. Cette désignation ne s'applique qu'aux modifications subies par les roches placées dans des conditions exceptionnelles, comme celles qui résultent d'un afflux de chaleur du au voisinage d'une roche éruptive, ou de l'infiltration d'eaux thermales amenées à la suite des dislocations du sol, etc.

Les agents du métamorphisme des roches sont : 1° la chaleur, d'autant plus forte que le point considéré se trouve à une profondeur plus grande ou plus rapproché d'une masse éruptive ; 2° la pression ; 5° les actions moléculaires ; 4* les courants électriques dont l'influence, quoique difficile à déterminer d'une manière précise, n'en paraît pas moins évidente ; 5° la capillarité, favorisant le mouvement de l'eau et l'introduction de substances étrangères au sein des roches; 6° l'eau, à l'état liquide ou de vapeur, tantôt pure, tantôt chargée de divers éléments ; 7" les mouvements de l'écorce terrestre qu'il faut mettre au nombre des agents de métamorphisme, puisque souvent la strueture schisteuse est intimement liée aux dislocations du sol.

On appelle métamorphisme de contact celui qui s'est développé sous l'influence directe et dans le voisinage des roches éruptives. On a donné le nom de meta-

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morphisme régional ou normal à celui qui, s'exerçant sur des régions d'une vaste étendue, est dû soit au rapprochement de plusieurs centres éruptifs, soit, ce qui est plus probable, à la chaleur qui règne dans les profondeurs de l'écorce terrestre.

Les roches, soumises à une température plus ou moins élevée, subissent dans leur texture et quelquefois dans leur composition des changements plus ou moins importants. C'est ainsi que les calcaires se changent en calcaires cristallins ou saccharoïdes, la houille en anthracite et même en graphite. Les grès, les calcaires, la houille et l'argile, prennent, au contact des roches éruptives, une structure prismatique. Sous l'influence métamorphique, les grès deviennent des quartzites, les roches argileuses acquièrent une plus grande compacité et se transforment quelquefois en jaspe. Le fer hydi'até perd son eau et se transforme en fer oligiste; la houille perd son bitume et se transforme, comme nous venons de le dire, en anthracite. L'action métamorphique amène ordinairement un changement dans la coloration de la roche ; elle lui imprime des nuances très-vives, tantôt uniformes, tantôt variées et disposées par zones distinctes, h'épigénie est le phénomène en vertu duquel une substance vient remplacer un ou plusieurs des éléments d'une masse préexistante, de manière à modifier sa composition: c'est ainsi que l'acide sulfurique change un calcaire en gypse et que des vapeurs magnésiennes font passer le carbonate de chaux à l'état de dolomie.