CHAPITRE VINGTIÈME

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FORMÉS PAR LES EAUX MINERALES

DES RÉACTIONS QUELLES ONT EXERCÉES ? ET QUELQUES CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES SUR CE SUJET,

En résumant les détails que nous venons de rapporter, on voit que la majeure partie des substances contenues dans les eaux minérales viennent de l’intérieur du globe. En effet , en admettant comme chose prouvée la chaleur centrale et l’incandescence primitive du globe, on ne peut leur supposer une autre origine. La terre , entièrement formée de substances non oxigénées , a dû d’abord s’oxider à sa surface , pour produire toutes les roches cristallisées , et Foxigène absorbé a laissé libre une grande quantité d’azote qui existe encore dans l’atmosphère. Nous n’avons aucune raison pour supposer que Foxigène n’est pas encore absorbé à l'époque actuelle , par une sorte de cémentation , ou par quelques fissures à travers lesquelles il peut pénétrer. Ainsi , cette surface de violente action chimique , qui a dû exister dans le principe tout-à-fait à l’extérieur du globe, a dû successivement s’abaisser, et Faction diminuer à mesure que l’air atmosphérique trouvait un contact moins facile , étant séparé par une croûte oxidée, qui augmentait graduellement d’épais-

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seur. A l’époque ou nous vivons , cette action continue , mais faiblement, et doit s’exercer à une profondeur de quelques lieues seulement. Là existe une combinaison lente mais perpétuelle de foxigène de l’air avec des corps non oxidés*, là se produit une certaine quantité d’oxides qui augmentent graduellement l’épaisseur de la croûte terrestre -, là se trouvent tous les élémens des eaux minérales , et de la puissance volcanique , des tremblemens de terre et des soulèvemens qui ont ridé toute la surface du globe.

L’eau pénètre aussi par les fissures du sol jusqu’à cette surface d’action intérieure, et son contact produit de nouveaux phénomènes. Si l’on suppose réunis à cette profondeur une partie des élémens que nous avons nommés au commencement de cet ouvrage , on se rendra facilement raison et de l’absorption de foxigène et du dégagement d’azote. Ce gaz en effet s’échappe de presque toutes les sources, et foxigène n’en sort jamais. Si l’on en trouve une petite quantité, c’est adhérent à l’azote, et peut-être même l’eau l’a-t-elle recueillie dans la partie supérieure de ses conduits. La combinaison de foxigène suffit pour expliquer la création des acides, la naissance de la silice, les combinaisons qui forment les sels, et enfin l’apparition de tous ces corps dont les élémens sont rassemblés par une cause inconnue au centre de notre planète, et que nous trouvons si rarement à l’état de pureté dans les cavités de sa croûte oxidée. L’eau des sources thermales serait alors de l’eau de la surface du globe qui descendrait par des fissures jusqu’à la surface d’action , ce ne serait pas de l’eau pluviale qui peut tout au plus alimenter des sources ordinaires à niveau variable , mais l’eau des ruisseaux , des rivières et des fleuves qui , coulant pour la plupart sur des fentes préexistantes qui ont

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marqué leur lit, abandonnent toujours la même quantité d’eau , qui descend jusqu’au point de contact , et remonte ensuite chargée de différens principes. De là cette situation remarquable des sources minérales sur le bord des cours d’eau , qui peut-être les alimentent , car il y a une connexion bien marquée entre leur position et toutes les sinuosités des rivières , dont souvent elles accompagnent le cours. Peut-être cette relation est-elle due à la simple action mécanique de beau courante , qui entraîne les dépôts des sources, les empêche de se boucher, et conserve ainsi celles qui sont sur leurs bords, tandis que les plus éloignées sont obstruées depuis long-temps.

C’est en effet un phénomène bien remarquable que la promptitude avec laquelle se forment les dépôts de certaines sources. Il en est qui amènent au jour de si grandes quantités de matières, que le sol en est couvert sur une grande étendue.

On prévoit déjà que ces matières doivent être celles que contiennent habituellement les eaux thermales , et dont nous avons donné plus haut l’énumération. Cependant il s’en faut que toutes celles que nous avons citées puissent former des dépôts sensibles autour des sources , d’autant plus que plusieurs de ces principes étant très -solubles , sont facilement entraînés par les pluies. Ceux qui composent les dépôts que forment généralement les eaux , sont principalement : le carbonate de chaux , la silice , V oxide de fer , le muriate , et le carbonate de soude , Y acide borique. Ces dernières substances, qui sont solubles , ne se déposent guère que dans des bassins alimentés par des sources minérales, dont l’évaporation concentre les eaux. Quant aux autres , on les voit former des masses plus ou moins régulières et plus ou moins volumineuses. Les dépôts

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de fer hydraté se font de nos jours à l’issue de certaines sources , mais ils sont rarement purs, et contiennent presque toujours un peu de silice et du carbonate de magnésie. Ils colorent en orangé les pierres et les végétaux sur lesquels ils se déposent.

La silice et le carbonate de chaux sont les corps les plus communs dans les créations des eaux minérales.

On trouve la silice dans presque toutes les sources de l’Islande ; celles de Reykoet en déposent abondamment , ainsi que celles de Langaness. A la sortie immédiate de l’eau , la silice de cette dernière source est gélatineuse, mais elle durcit bientôt, et de pâle qu’elle était , elle prend une teinte bleuâtre, que l’on retrouve dans les agates , ce qui pourrait venir à l’appui de la théorie émise par M. Broogniart pour expliquer par voie aqueuse la formation des calcédoines.

Les Geisers , qui sont situés dans la même contrée, déposent une très-grande quantité de silice , qui couvre sous forme de concrétions un espace de près d’un mille carré, et dont l’épaisseur, à en juger par une échancrure du grand Geiser , peut avoir environ douze pieds. Cette silice empâte des feuilles de diverses espèces de plantes dont elle conserve parfaitement les empreintes.

Le plus bel exemple de dépôts siliceux est celui qui existe dans le terrain volcanique de l’ile S t~ Michel , l’une des Açores. Le docteur Webster, dans la description qu’il donne des sources chaudes de Furnas , rapporte que leur température varie de a3 à 970 centigrades, et qu’elles déposent des quantités considérables d’argile et de matière siliceuse qui enveloppent et font plus ou moins passer à l’état fossile les herbes , les feuilles et les autres substances végétales qui se trouvent en contact avec elles. On peut observer ces

végétaux sous tous les états de pétrifications. Le docteur Webster a trouvé des branches de fougères qui croissent maintenant dans ï île complètement pétrifiées, et ayant les mêmes apparences que celles qui sont en pleine végétation 9 si ce n’est toutefois que la couleur a passé au gris de cendre. On rencontre des fragmens de bois qui sont plus ou moins transformés , et il existe un lit de trois à cinq pieds d’épaisseur eniièrement composé des memes roseaux qui sont si communs dans l’ileg ils sont complètement minéralisés , et remplis , vers le centre de chaque nœud, de petits cristaux de soufre. Les dépôts siliceux sont à la fois abondans et variés. Le plus considérable se présente par petits lits d’un quart à un demi pouce d’épaisseur , accumulés sur une hauteur d’un pied et même plus. Ces lits sont presque toujours parallèles et horizontaux , offrant cependant quelquefois de légères ondulations. Ces depots présentent des cavités souvent tapissées de petits cristaux de quartz très-brillans et dans lesquels on trouve des stalactites siliceuses qui ont fréquemment jusqu’à deux pouces de longueur. Des masses compactes de ces dépôts siliceux ayant été brisées par différentes causes , les fragmens ont été cimentés de nouveau par la silice , et forment une brèche d’un aspect fort agréable ; cette brèche constitue des élévations dont quelques-unes , suivant le docteur Webster , ont plus de trente pieds de haut. Le dépôt général parait être considérable et former de petites collines. Les couleurs de l’argile et des substances siliceuses sont très-variées et même très-vives : le blanc , le rouge , le jaune , le pourpre , et le brun , sont les nuances dominantes. Les parties de roches qui ont été en contact avec des vapeurs acides sont décolorées. Le soufre existe en abondance dans ces sour-

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ces qui sortent d’un terrain de lave et de trachyte (i). Il existe beaucoup d’autres exemples de depots siliceux , mais ils sont moins importans.

Les dépôts de carbonate de chaux sont généralement plus puissans et sont surtout plus nombreux.

Un des plus célèbres est le pont de St-Alyre, à Clermont-Ferrand. Il a ^4° pieds de long et forme une arche assez élevée située sur le ruisseau de Tiretaine. Tout le faubourg de St-Alyre, où ce pont est situé, est couvert d’une couche d’incrustation semblable. La source, détournée et dirigée de nouveau sur le ruisseau de Tiretaine, y forme un second pont dont 1 arche aura bientôt atteint les f de son étendue.

D autres dépôts de ce genre, et plus considérables, existent sur différens points de l’Auvergne. La vallee de St-Aectaire est tapissée partout de semblables incrustations.

11 existe à Télèze, en Italie, des sources qui ont produit une grande quantité de matières calcaires , puisque leur dépôt forme une croûte etendue sur un terrain de plus d’une lieue de périmètre. Ces incrustations se rencontrent clés qu’on a passé le Calore au bac de Télèze, et continuent jusqu’à leur source. La majeure partie du territoire voisin était couverte de ce sédiment sur une épaisseur de 2 à 3 pieds , et pour recouvrer l’usage de l’excellent sol de cette plaine, il a fallu enlever la croûte pierreuse dont elle était revetue (2). Il a lalluagir de même à St-Alyre pour reprendre un partie du sol.

Les bains de Saint-Philippe, près de Radicofaoi en Toscane , sont devenus célèbres par l'ingénieux parti

(1) Edimburg philosoph. Journal , vol. YI, cité par Labeche. (4) Brkislack, Voyage en Campanie , t. I, p. 20.

qu’on a su tirer de la propriété incrustante de leur eau, pour y établir une manufacture de bas-reliefs d’albâtre, qui sont l’ouvrage de l’art et de la nature en même temps. On conduit cette eau dans l’atelier par un canal de bois qui est élevé de douze à quinze pieds au-dessus du sol; l’eau tombe de cette hauteur sur de petites planches disposées de manière à la faire rejaillir contre des moules en creux qu’on a pris sur des bas-reliefs antiques , ou qui sont l’ouvrage des plus grands maîtres. Chaque goutte d’eau qui rejaillit contre ces creux , y dépose quelques molécules calcaires qui s’y cristallisent en perdant leur acide carbonique surabondant , et ces dépôts successifs finissent par remplir les moules d’un albâtre de la plus grande beauté , d’une blancheur égale à celle de l’albâtre gypseux , mais qui a pour le moins la dureté du marbre , et toutes les propriétés de l’albâtre oriental. Quant à la partie de fart, ces basreliefs ne le cèdent en rien à l’original même dont ils sont la fidèle copie.

On a maintenant appliqué ces procédés aux eaux de St-Àlyre et â celles de St-Nectaire, et l’on y obtient, comme à St-Pbilippe, des médailles, des camées et de curieuses incrustations ; mais dans aucune de ces localités, le dépôt ne s’opère parfaitement pur. À St-Pbilippe, on laisse reposer l’eau, pour qu’il se précipite du sulfate de chaux, à St-Àlyre du fer, à St-Nectaire de la magnésie, avant de la conduire directement sur les moules.

Les eaux célèbres de Carîsbad sont très-remarquables aussi par les dépôts qu’elles ont formés. Elles sont situées dans une vallée étroite, au milieu de laquelle coule le Tépel, ruisseau qui va se rendre dans l’Eger. Sur ses deux rives , les sources chaudes sourdent à de petites distances les unes des autres ; leur nombre est

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très-grand. Les baigneurs ne font cependant usage que des suivantes : le Sprudel, la source de l’Hygiaa, le Mulhbrunnen , et plus rarement le Spitalsbrunnen. Les eaux sourdent par les ouvertures d’une pierre calcaire où Fon a fait des conduits artificiels à travers lesquels les eaux sont poussées jusqu’à une certaine hauteur, parla pression de la masse inférieure, d’une manière commode pour les baigneurs. Ce calcaire est formé par les eaux elles-mêmes. Partout ou elles coulent, et à mesure que le gaz carbonique se dégage 9 des masses concrétionnées d’une texture fibreuse se déposent.

Cette croûte de calcaire fut brisée par l’eau au commencement du siècle dernier (dans les années 1713 et 17*27), et l’eau chaude se répandit immédiatement dans le Tépeï. On résolut alors, tant pour savoir la cause de ce changement , que pour découvrir le moyen d’empêcher des ruptures semblables , de percer ce calcaire et de voir, à cette occasion, d’où les eaux venaient. A peine eut-on percé la croûte supérieure, que l’eau sortit avec force , et que l’on vit plusieurs cavités plus ou moins grandes remplies d’eau , dont le fond était également une croûte de calcaire. On perça aussi cellelà , et l’on découvrit sous elle des cavités semblables , d’ou l’eau sortit avec une force plus grande encore, et dont le fond consistait en une troisième croûte de calcaire. Lorsqu’on eut percé à son tour cette dernière croûte , on découvrit un grand réservoir d’eau , qui a reçu le nom de chaudron du Sprudel (Sprudel-Kessel). Les croûtes de carbonate de chaux avaient toutes une épaisseur de 1 à 2 pieds , et consistaient en une pierre d’un blanc d’albâtre et à bandes brunes, à laquelle on a donné le nom de pierre de Sprudel (Sprudelstein). Les trois couches ne sont pas placées concentriquement l’une

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sur l'autre -, elles forment des espaces inégaux , séparés par des parois , comme si on plaçait des vases hémisphériques, plus ou moins grands , renversés les uns sur les autres. L’eau était en ébullition violente dans le bassin. Les vapeurs épaisses et chaudes qui sortaient en abondance ne permirent pas de connaître exactement l’étendue du réservoir. Il avait, suivant l’inégalité du fond, une profondeur de 3 à 4 aunes, comptée de la surface extérieure du calcaire. Dans une certaine direction , on ne pouvait pas atteindre les limites avec des bâtons liés l’un à l’autre , et formant une longueur de 3o lachter. Cette direction qui se porte vers le lieu nommé Hirschenstein , paraît être celle par laquelle l’eau afîlue. Une circonstance qui prouve la grandeur considérable du Sprudel-Ivessel , est que l’on atteint la croûte du Sprudel si l’on creuse suffisamment dans la plus grande partie de la petite ville de Carisbad, et quand on perce cette croûte, l’eau chaude monte avec violence ; le gaz carbonique s’élève de plusieurs endroits , à travers les fentes de cette croûte , en telle quantité , que les caves des maisons en sont remplies, et que dans le Tépel, qui coule immédiatement sur cette croûte, on voit, sur une grande longueur, principalement dans les environs du Sprudel , le gaz monter en bulles au milieu de l’eau. On ferma alors Touverture qu’on avait faite , par la maçonnerie, dont les joints furent bientôt couverts par du sprudelstein ' elle retient encore à présent l’eau dans le chaudron , et la force de monter par les canaux ordinaires, et de s’écouler de leurs embouchures. Ces embouchures se ferment cependant peu à peu par le sprudelstein (pierre du Sprudel) , qui se dépose aussi dans les canaux , et cela si promptement , qu’on est obligé de les percer quatre fois par an.

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Ce qu’on nomme le Sprudel n’est proprement qu#une certaine ouverture du bassin - chaudron , par laquelle l’eau est poussée par intervalles^ car l’air et l’eau s’écoulent alternativement. Les parties supérieures du chaudron se remplissent de gaz carbonique qui se dégage de l’eau chaude en quantité d’auîaçt plus grande que la pression que ce liquide supporte diminue davantage quand il arrive à la surface de la terre! Le gaz dégagé se rassemble dans la partie supérieure de la cavité, et quand sa quantité est suffisamment augmentée, elle comprime tellement la surface de l’eau , qu’il peut s’échapper par les mêmes canaux. L’eau et le gaz sortent alors alternativement de dix-huit à dix-neuf fois par minute. Il v a encore plusieurs ouvertures de la couverture du Sprudel à peu de distance de l’endroit d’où cette source provient. Elles donnent en partie plus d’eau que le Sprudel 5 mais elles coulent continuellement ( i).

Indépendamment de cette énorme quantité de carbonate de chaux que déposent les sources de Carlsbad, Gilbert à calculé qu elles rejetaient chaque année en dissolution 200,000 quintaux de carbonate de soude et 3oo,ooo quintaux de sulfate de soude avec son eau de cristallisation.

Vous ne citerons pas un plus grand nombre d’exemples de dépôts des sources minérales , bien que nous puissions y ajouter des sédimens de magnésie, des cristaux d’arragonite et un grand nombre d’autres matières 5 mais on conçoit la possibilité du dépôt de touts les principes que contiennent les eaux, et de plus, des réac-

(1) Berzelius , Annales de Chimie et de Physique , t. XXVIII,

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tions de diverses matières sur d’autres, comme de l’acide sulfurique sur la chaux , de l’acide carbonique sur du fer , de la baryte , etc.

Lorsque nous comparons ces créations nouvelles que les eaux minérales forment sous nos yeux avec les différens terrains, de sédiment , nous sommes frappés de l’analogie que nous présentent ces couches d’âges différens. Tout en remarquant que les grandes assises sédimenteuses contiennent une grande quantité de débris organiques , et qu’elles ont été évidemment déposées sous les eaux , nous ne pouvons contester cependant qu’une action chimique puissante n’ait agi pendant ce dépôt, et cette action ne peut être autre que celle des sources minérales. Des eaux excessivement abondantes et saturées de différens principes affluaient continuellement de l’intérieur à la surface de la terre*, d’immenses dépôts s’opéraient à l’aide d’une température élevée, et la vie organique , excitée à la fois par la température et l’humidité, se développait sous des formes variées qui nous sont maintenant inconnues. Le phénomène des eaux minérales semble avoir joué un rôle extrêmement important dans la structure de la terre , et loin de croire que les eaux puisent dans les terrains qu’elles traversent les matériaux qu’elles déposent , il faut, au contraire, admettre que tous ces terrains ont été déposés par elles, et qu’elles en ont puisé les matériaux au-dessous des roches cristallisées qui forment maintenant la croûte solide de la terre.

Dans cette circonstance , comme dans plusieurs autres, nous n’aurions plus à l’époque actuelle qu’une faible manifestation d’une action qui fut autrefois assez puissante pour participer à la création de tous les terrains de sédiment.

Nous voyons en effet les sources minérales diminuer

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tous les jours. Nous trouvons sur plusieurs points 4e la terre des masses considérables de travertin , dont l’origine est évidente pour nous , et dont la source est tarie, ou bien si elle coule encore , elle ne dépose plus rien, ou n’abandonne qu’à la longue une couche mince et limitée de carbonate de chaux. A peine si quelques cristaux d arragonite se forment sous nos yeux , tandis que des couches épaisses gisent au milieu des calcaires déposés par les eaux. La silice n’existe plus que dans les Geisers, car les autres sources en renferment de si petites quantités qu’il est impossible qu’elle puisse former des concrétions, tandis que d’anciens travertins en sont pénétrés au point de ne plus faire d’effervescence , ou bien cette matière s’est rassemblée en masses globuleuses et reste empâtée , sous forme de quartz résinite , au milieu de calcaires imprégnés de natron ou carbonate de soude. La source des Célestins, à Vichy, sort d un énorme rocher calcaire qu’elle a formé, et toute la ville est construite sur le dépôt de ces eaux , tandis que les fontaines actuelles ne fournissent qu’une faible proportion de cette substance.

Du reste , les eaux minérales ont changé plusieurs fois de nature , et elles ont versé autrefois en abondance des matières qu’elles ne contiennent plus aujourd’hui ; et ce ne sont pas là des hypothèses gratuites, ce sont des théories positives établies seulement pour l’explication des faits. Il sufïit pour s’en convaincre de jeter les yeux sur le remarquable travail que M. Girardin a publié sur les sources et les travertins de Saint-Alyre. Ce savant chimiste a recherché la nature du travertin qui se dépose actuellement , et de celui qui a formé , il y a. quelques siècles, le fameux Pont-de-Pierre , et malgré le court intervalle qui sépare ces deux époques , il a déjà trouvé une différence très-notable dans les propor-

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tions. L’ancien dépôt contient une bien plus grande quantité de silice et de carbonate calcaire, et beaucoup moins de péroxide de fer.

<( Nous devons en conclure, dit M. Girardin, que la composition des eaux de cette fontaine n a pas toujouis été la même-, quà l’époque où elles avaient une propriété incrustante si prononcée, elles étaient beaucoup plus riches en sels calcaires et en silice , et qu à mesure que cette propriété s est affaiblie , elles ont perau peu à peu de ces principes en meme temps qu elles s enrichissaient en péroxide de fer.

» Beaucoup de sources thermales ont, comme à Saint-Àîyre, éprouvé des changement notables dans la constitution chimique de leurs eaux, et subi une diminution dans la proportion de leurs principes mineiaux. Ainsi , les eaux de Saint-Nectaire, de Vichy, du Mont- Dore, n ont plus la même richesse en substance minérale qu’autrefois , et leur composition n’est plus la même qu a l’époque où elles formaient ces immenses dépôts siliceux et arragonitifères qu’on trouve aux environs des lieux où elies sourdent. Les eaux du Mont-Dore déposaient jadis des masses assez considérables de silice } c’est à peine si elles en abandonnent. Les eaux de Saint- Nectaire ont formé de l’arragonite, puis de la silice , puis des amas d’ocre très - friable , puis du travertin qu’elles déposent encore.

» Ce n’est pas un des phénomènes les moins curieux que cet appauvrissement successif en principes salins et surtout en silice de la plupart des eaux minérales. Sa constance indique assez qu i! est lié à quelque grande cause dont i’aciion a été progressivement modifiée et affaiblie-, or, cette cause est très-probablement la chaleur, car il est bien constant, au moins pour la majeure partie des sources de F Auvergne , que leur tempéra-

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ture a sensiblement diminue. On conçoit parfaitement que le volume et la chaleur de ces fontaines s’affaiblissant graduellement , leur richesse en substances minérales , surtout en substances peu solubles , a dû suivre la même progression descendante (i).»

Il suffit d’admettre le refroidissement graduel du globe pour se rendre raison de ces singulières différences. Car si nous supposons que la surface d’action où se produisent les eaux minérales est précisément le point où s’opère la combinaison des matières non oxidées de l’intérieur du globe avec l’oxigène ou l’air atmosphérique qui peut y pénétrer, nous verrons de suite que cette surface, d’abord tout-à-fait extérieure, s est rapidement enfoncée et qu’elle doit s’enfoncer encore , quoique très-lentement. Nous concevons , par la meme raison, que plus elle était rapprochée de l’extérieur de la terre , plus les communications étaient faciles , et pour l’introduction de l’air, et pour l’émission de l’eau chargée de différentes matières. Dès lors , les sources devaient être plus abondantes , plus nombreuses et plus chargées qu elles ne le sont aujourd’hui. Mais à mesure que la surface d’action s’est éloignée, les communications plus difficiles, des réactions moins intenses ont nécessairement affaibli ces phénomènes, dont la puissance diminue tous les jours. La température des sources a dû s’abaisser graduellement à mesure que les conduits qu’elles avaient à traverser se sont allongés : car ceuxci commencent au point d’action intérieure et s’ouvrent à la surface, en sorte qu’ils doivent augmenter de longueur à mesure que leur point d’origine s’éloigne du

(i) Girardin, Analyse des eaux minérales de St- A lyre, et des travertins qu elles déposent , p. 23.