Chapitre II

Des solides, des liquides et des gaz.

Solide. — La matière se présente sous trois états différents : elle est solide, ou liquida, ou gazeuse. Les solides résistent aux pressions qui les attaquent pour les déformer. Dans les liquides, au contraire, les molécules manquent de cohésion ; c'est à peine si elles s'attirent assez les unes les autres pour tenir une goutte en suspension. Les gaz présentent plus de mobilité encore; car il faut les contenir de toutes parts pour les empêcher de fuir. Les solides peuvent acquérir certaines propriétés des liquides et des gaz : c'est ainsi que le sable fin s'écoule comme l'eau et peut même la remplacer avantageusement dans les clepsydres; c'est ainsi encore que les particules odorantes du musc se répandent dans un grand espace comme le ferait un gaz. Nous considérerons successivement les solides, les liquides et les gaz naturels et particulièrement : les roches ou terrains, qui constituent la terre ferme ; l'eau, qui est le principal des liquides ; l'air, qui est le plus important des gaz.

Cristal. — Lorsqu'un corps passe de l'état liquide ou gazeux à l'état solide, il prend souvent une forme régulière et géométrique, à laquelle on donne le nom de cristal. Cette forme est un cube, ou un prisme droit à base carrée, ou un prisme droit à base rhombe, ou un rhomboèdre, ou un prisme oblique à base rhombe, ou un prisme oblique à base parallélogramme. On reconnaît facilement la forme type d'un cristal, en le fendant suivant ses couches naturelles. La plupart des corps se cristallisent suivant une forme constante et sont dits isomorphes; la propriété de se cristalliser suivant l'une ou l'autre forme est appelée dimorphisme ou polymorphisme.

Minéraux. — Ce nom s'applique à tous les corps bruts (pierres, terres, charbon, etc.) qui se rencontrent à l'état naturel clans le sein de la terre ou à sa surface. Ils forment le règne minéral et, si l'on y ajoute les liquides et les gaz naturels, ce règne comprend tout le monde sensible, hormis les rennes végétal et animal. On compte plus de 2,000 minéraux ayant reçu un nom distinct; mais beaucoup ne sont que des variétés assez mal caractérisées. Les classifications qu'on a proposées ne peuvent être exposées ici.

Mine. — Les minéraux les plus utiles ou les plus recherchés sont enfouis souvent à de grandes profondeurs, où ils gisent sous forme de filons, de couches, d'amas, etc. De là les exploitations minières (v. puits de mine, travaux). Les peuples les plus anciens, Egyptiens, Assyriens, Grecs, ont exploité les richesses minérales, en particulier les mines de métaux précieux ; mais cette industrie, surtout en ce qui concerne le fer et la houille, n'a pris que de nos jours de grands développements. Les mines et leur exploitation sont soumises à une législation particulière. La France est assez riche en mines de houille et de fer. Cependant elle ne produit annuellement que 20 millions environ de tonnes de houille (bassins de Valenciennes, de la Loire, du Gard), environ les deux tiers de sa consommation.

Roches. Terrains. — Les roches comprennent cinq ordres ou cinq sortes de masses minérales superposées ; ce sont, en allant de l'intérieur à la surface : les roches iijnèes ou plutoniques, qui, à la différence des suivantes, ne sont pas stratifiées ; puis le terrain primaire, le terrain secondaire, le terrain tertiaire , le terrain quaternaire, dit encore terrain de transport ou diluvien. Les roches ignées sont formées par des masses très dures, qui paraissent avoir été primitivement incandescentes, et qui forment aujourd'hui, après leur refroidissement, la charpente du globe. A ces roches on peut rapporter les granits, les porphyres ; on peut aussi leur rapporter les basaltes, les laves vomies par les volcans. Parmi les autres roches, dites roches de sédiment ou neptuniennes, à cause de leur origine aqueuse et de leur mode de formation, le terrain primaire offre des schistes, des grès, des marbres, des filons métallifères, de l'anthracite et de la houille. Les fossiles commencent à paraître ; ce sont d'abord des fucus, des prêles, des fougères, des polypiers, puis des mollusques, des poissons, des reptiles. On présume qu'à cette époque se soulevèrent les montagnes du Finistère, des collines de France et la plupart des montagnes d'Angleterre. Le terrain secondaire offre des grès, des calcaires, du sel gemme, des minerais métallifères, des sables, des argiles et des craies. Parmi les fossiles on remarque des poissons, des reptiles et des mammifères. A cette époque parurent les montagnes de Saxe, de Bavière, de Bohême, les Cévennes, la Côte d'Or, les Carpathes et les Balkans. Le terrain tertiaire, qu'on divise en terrain inférieur ou èocène, moyen ou miocène, supérieur ou pliocène, offre de l'argile plastique, des calcaires, du plâtre, du sel gemme, des argiles, des sables. Parmi ses fossiles, on remarque des paléothéviums, des mastodontes, des éléphants. Il faut rapporter à l'époque de la formation de ce terrain le soulèvement des Pyrénées, des Apennins, des Alpes, de l'Etna, du Vésuve. Enfin le terrain quaternaire offre des graviers, des limons, des sables, des blocs erratiques; il renferme quelques fossiles humains.

Tel est, en général, l'ordre des terrains et des minéraux. Les couches se présentent souvent d'une manière régulière; d'autres fois elles sont interrompues, redressées, mises à jour par les soulèvements du terrain plutonien. D'ailleurs l'épaisseur des couches est très variable; car la végétation primitive était plus ou moins florissante suivant les contrées, et tous les bassins n'étaient pas aptes de la même manière à recevoir de nouveaux terrains de sédiment. On s'explique donc pourquoi tel pays est riche en minerai, tel autre en marbre, en porphyre, en houille, en argile, etc. La Providence avait distribué toutes les richesses minérales suivant les fins qu'elle voulait obtenir. Tout, jusqu'aux éruptions des volcans, aux tremblements de terre et aux cataclysmes partiels, avait servi ses desseins, et le séjour destiné au genre humain était prêt, lorsque Adam sortit des mains du Créateur.

Fossile. — Les débris pétrifiés ou les empreintes des êtres organisés, animaux et plantes, qu'on trouve jusque dans les couches profondes du globe, ont fourni à la science géologique des indications précieuses. Les terrains d'ailleurs les plus divers peuvent contenir les mêmes fossiles, et cette similitude de faune et de flore montrent qu'ils ont été formés aux mêmes époques. La science des fossiles jette aussi de vives lumières sur le règne animal et le règne végétal, sur l'histoire et le développement des espèces. On y a cherché, mais vainement, la justification des théories de la transformation des espèces. Cette science moderne, à laquelle on donne le nom de paléontologie, ne date guère que de Cuvier, qui publia en 1812 ses Recherches sur les ossements fossiles. Depuis lors le nombre des

espèces fossiles découvertes n'a fait que s'accroître et enrichir nos collections.

Pierre. — Ce nom convient généralement à toutes les substances minérales dures et sans éclat métallique, autres que les sels, les combustibles et les métaux. La plupart des pierres sont constituées par la silice, l'acide carbonique et l'acide sulfurique, combinés avec la chaux, l'alumine et quelques autres oxydes. Les pierres les plus abondantes et dont l'homme tire le meilleur parti pour les constructions, sont les pierres calcaire* : marbre, plâtre, etc. Certaines pierres sont propres à des usages spéciaux : pierre à aiguiser, pierre à feu, pierre de touche, pierre lithographique, pierre meulière, etc.

Stalactite. — Les stalactites et les stalagmites ont même cause. L'eau qui suinte de la voûte des grottes ou cavernes calcaires est chargée de carbonate de chaux, qu'elle tient en dissolution à la laveur d un excès d'acide carbonique. Lorsque cette eau arrive au contact de l'air, elle perd son acide carbonique et dépose par conséquent le calcaire qu'elle tenait en dissolution.

Grès. — Les grès sont des pierres composées de grains plus ou moins gros réunis par une sorte déciment. On distingue les grès grossiers et les grès fins, selon que le grain est plus ou moins menu. Il y a aussi des grès rouges, verts, bigarrés. On emploie les grès pour bâtir, paver les routes, fabriquer des meules à aiguiser, etc.

Schiste. — La composition des schistes est variable, mais ils ont tous pour caractère de se diviser aisément en feuillets parallèles. On attribue cette propriété aux compressions subies par certaines roches. Les schistes se trouvent généralement dans les terrains anciens ; les plus communs sont les schistes argileux, dont Vardoise est le type. La pierre à rasoir, qui sert à aiguiser les rasoirs, les canifs, etc., est une espèce de schiste. Elle doit sa propriété aux particules de feldspath qu'elle contient.

Caillou. — Ce nom convient généralement à toutes sortes de fragments très durs de différentes roches et en particulier aux silex. Les cailloux roulés sont des fragments arrondis qui marquent d'anciens rivages (v. galet), ou le passage de torrents et autres cours d'eau. On donne aussi le nom de caillou â certaines pierres fines employées en bijouterie : caillou ou diamant d'Alençon (sorte de quart/, hyalin enfumé et même noir) ; caillou d'Egypte (sorte de jaspe), etc.

Granit. — Comme toutes les roches volcaniques anciennes, les granits contiennent des cristaux consolidés avant les autres éléments. On distingue les granits à grain fin ou granits communs et les granits porphyroïdes, qui contiennent de gros cristaux de feldspath, disséminés dans une masse à grain fin. Les granits forment le plus souvent de grands massifs arrondis : ils occupent de vastes ('■tendues dans le plateau central de la France, en Bretagne, dans les Vosges, etc. On en tire d'excellentes pierres de construction ; ils servent aussi à l'entretien des routes.

Porphyre. — Les porphyres, comme les granits, les basaltes, sont des roches très dures, d'origine ignée. Le porphyre des anciens était d'un rouge foncé, parsemé de taches blanches : on le tirait principalement de la Haute-Egypte. On distingue aujourd'hui les roches porphyriques et les porphyres proprement dits. On donne au porphyre vert îles anciens le nom deporphgrite, etc. L'art de tailler et de polir les porphyres était connu des anciens ; il a été retrouvé au XVe siècle. On est même parvenu, au XIXe siècle, à le sculpter.

Marbre. — Le marbre est un calcaire cristallin, qui se rencontre dans tous les terrains sédimentoires, où il a. été modifié souvent par des actions

métamorphiques. Susceptible de recevoir le plus beau poli, il est employé beaucoup en sculpture et en architecture. A Gênes, à Athènes, etc. on a même construit des palais de marbre. L'albâtre calcaire n'est qu'une variété de marbre déposé par les eaux (v. stalactite). Le marbre onyx, d'Afrique, est de même genre. Les couleurs, les teintes, les veines propres aux divers marbres proviennent de substances étrangères et surtout d'oxydes métalliques, associés à la chaux carbonatée. Les marbres statuaires sont toujours d'une belle blancheur. On distingue les marbres antiques, dont les carrières sont épuisées ou perdues (ainsi les marbres blancs de Paros et du Pentélique, le marbre rouge d'Egypte, le marbre noir antique ou marbre de Lucullus, le vert antique, etc.) et les marbres modernes (marbres blancs de Gênes et de Carare, marbre jaune de Sienne et de Vérone, marbre vert de Florence, etc.). En France, il existe aussi beaucoup de carrières de marbre. Le marbre est scié et taillé comme les autres pierres : on le polit à l'aide de grès, de sable argileux. On fait aussi des marbres artificiels.

Pierres précieuses. — On donne ce nom aux pierres fines, rares et souvent d'un très grand prix, qui sont employées par les joailliers. Il en existe un bon nombre d'espèces, très différentes d'aspect, bien que plusieurs aient la même composition minéralogique. L'industrie est parvenue à imiter, avec une grande perfection, certaines pierres précieuses, en particulier l'émeraude et la topaze. Des chimistes sont même parvenus à produire de petits cristaux de diamant.

Diamant. — Considéré au point de vue chimique, le diamant n'est que du carbone pur cristallisé. C'est le plus dur des corps connus et aussi le plus précieux. Il est transparent et son éclat est très vif; le plus souvent il est incolore ; parfois aussi il a des teintes bleues, roses, jaunes. On le trouve aux Indes, au Brésil, dans l'Oural, au cap de Bonne-Espérance, en Australie, etc. Employé surtout en joaillerie, le diamant est utilisé aussi dans l'industrie : il sert à couper le verre, à polir les pierres fines, à fabriquer des pivots pour les pièces d'horlogerie, etc. On taille les diamants de plusieurs manières : en rose (si le diamant a peu d'épaisseur) ou en brillant. L'art de tailler les diamants fut inventé, en 1476, dans les Pays-Bas, qui en ont gardé longtemps, pour ainsi dire, le monopole. Le poids des diamants ordinaires ne dépasse guère deux décigrammes, c'est-à-dire environ le poids d'un carat. Un diamant de ce poids est estimé 250 fr. Un diamant de deux carats est estimé 800 fr. ; à huit carats, il vaut 10.000 fr. On cite quelques diamants célèbres : celui d'un radjah de l'île dé Bornéo (367 carats) ; celui du Grand Mogol (279); celui du czar, VOrlov (193); le Règent, qui passe pour le plus beau des diamants taillés (123). Il fut acheté par le Régent à un Anglais au prix de 2.500.000 fr. (v. bijou, orfèvrerie).

Emeraude. — Au point de vue chimique, l'émeraude est un silicate d'aluminium et de glucinium. Il y a des émeraudes de diverses couleurs : vert pur, vert jaunâtre, bleu; il y en a aussi d'incolores. Mais le nom d'émeraude s'applique surtout aux émeraudes vertes. Les émeraudes limpides sont employées en bijouterie; celles qui sont d'un vert bleuâtre, comme l'eau de mer, s'appellent aigues-marines. On donne le nom d'émeraude orientale à une variété verte du corindon.

Rubis. — Les rubis sont de composition différente, mais ils ont tous même couleur, qui est le rouge plus ou moins foncé. On distingue surtout : le rubis spinelle, qui est d'une grande valeur, quand il est pur; le rubis oriental, qui est une variété de corindon et n'est rayé que par le dia-