BIS FORCES AGISSANTES INTÉRIEURES

Les forces dont nous nous sommes occupés dans les chapitres précedens, quoique puissantes et nombreuses, ne suffisent pas pour nous expliquer un grand nombre de phénomènes qui se déploient tous les jours sous nos yeux. Ce ne sont ni les forces d’érosion qui dégradent les continens , ni les actions de transport qui les recons- Tome ÏT,

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tituent j qui peuvent nous faire comprendre la chaleur des eaux thermales, l’intermittence des Geisers, la composition des lagonis 5 ce ne sont pas les actions chimiques, précédemment étudiées, qui peuvent nous rendre raison des phénomènes volcaniques , des trembîemens de terre , et d’une foule de réactions dépendantes de ces forces nouvelles et puissantes.

Il faut chercher ailleurs les données nécessaires pour résoudre ces grands problèmes -, mais tout annonce , dans ces phénomènes une action qui agit du centre de la terre à l’extérieur , et qui crée à la surface extérieure, comme le font les actions précédentes ; en sorte que les deux surfaces d’accroissement du globe se touchent et se confondent, quoique partant chacune de points diamétralement opposés. Mais ici les forces semblent venir de l’intérieur^ les résultats seulement se font jour jusqu’à la surface , et nous ignorerons probablement toujours les grands mystères que nous cache Fécorce solide de notre planète.

Tout cependant semble nous indiquer une chaleur intérieure indépendante de celle de la surface , et cette idée anciennement admise et nouvellement soutenue , paraît mériter maintenant toute l’attention des géologues.

On sait que la température de Fair varie suivant la latitude , l’élévation et plusieurs autres circonstances accessoires. Il en est de même de la terre , qui , exposée aux rayons solaires sous différens climats , s’échauffe bien plus que Fair, et se refroidit quelquefois plus vite. Les saisons et la latitude peuvent donc modifier continuellement la température extérieure de la terre , qui, sur certains points , peut dépasser -J- 6o° centigrades , et sur d’autres s’abaisser de — 5o.

Ces grandes variations ne sont que superficielles et

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atteignent tout au plus 3 ou 4 centimètres de profondeur. La nuit; le rayonnement de cette surface lui fait bientôt acquérir une température inférieure à celle de l’air.

Il y a donc tous les jours une oscillation de température sur une couche de 4 centimètres d’épaisseur ; mais indépendamment de cette chaleur diurne , la terre acquiert aussi une température annuelle qui s’étend bien plus profondément que celle qui dépend seulement des retours périodiques du soleil sur l’horizon. Celle-ci paraît avoir de l’inflence jusqu’à la profondeur de 3o à 4° mètres, et le point oh cette température cesse de varier, s’appelle la ligne de température invariable, Elle indique à très-peu près la moyenne annuelle d’un lieu. Si, par exemple, dans une contrée ou l’on ne fait que passer, on voulait avoir la température moyenne de l’année, sans faire toute la série nécessaire d’observations thermométriques en plein air, il suffirait de connaître le point souterrain oh la température ne varie pas , pour obtenir de suite la moyenne. C’est ce que M. Boussingault a fait pour plusieurs points de la chaîne des Andes , mais ce que nous ne pourrions pas faire aussi facilement dans nos climats. Dans les lieux oh ce savant chimiste a opéré, il trouvait la ligne de température invariable à un pied de profondeur , ce qui tient aux légères oscillations du thermomètre dans ces contrées , tandis qu’à mesure que l’on s’éloigne de l’équateur pour arriver au pôle , il faut descendre plus profondément, de telle sorte qu’une ligne qui indiquerait la couche de température invariable, allant de l’équateur au pôle, s’éloignerait peu à peu de la surface, et offrirait sur son trajet une série d’ondulations dont les causes seraient très-difficiles à déterminer dans l’état actuel de nos connaissances. Cette ligne , comme les lignes

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isothermes , s’éloignerait de temps en temps des degrés de latitude.

Tout ce qui est au-dessus de cette ligne souterraine est soumis à l’influence des saisons et des climats , mais il est bien clair que toute la partie qui est au-dessous en est complètement indépendante. Et si l’on compare les masses des deux portions que cette ligne sépare, on verra que la partie extérieure n’est rien relativement à l’autre. Lorsqu’on pénètre au-delà de la couche invariable, on ne tarde pas de s’apercevoir que la température augmente en raison de la profondeur , et elle devient même assez élevée dans des mines très-profondes pour incommoder les ouvriers.

Un grand nombre d’expériences ont été faites pour déterminer cette température à différentes profondeurs; mais il en est peu qui soient comparatives, parce qu’on a négligé de tenir compte de plusieurs circonstances accessoires qui doivent nécessairement avoir eu une certaine inflence sur les résultats. On trouvera l’énoncé de tous ces essais dans le beau travail que M. Cordier a publié sur la chaleur centrale (i). Nous allons en extraire seulement le tableau qui contient les propres observations de ce savant, comme étant celles qui doivent inspirer le plus de confiance.

(i) Annales des Mines , ?.P série, t.. Il , p. 55.

Des données fournies par les expériences qui ont été faites directement sur la température du sol , à Carme aux, à Littry et à Decize.

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Ce tableau fait voir que la profondeur qui correspond à Faccroissement d’un degré de chaleur souterraine doit être fixée , savoir : à 36 mètres pour Carmeaux, à 19 mètres pour Littry , et à i5 mètres pour Decize.

Depuis ces intéressans résultats obtenus par M. Cordier , beaucoup de savans ont recueilli des observations sur la température intérieure du sol , et le percement d un grand nombre de puits artésiens n’a pas peu contribué à augmenter le nombre des expériences.

M. Ermann a publié des observations faites dans le puits foré de Rodersdorf * après avoir décrit les précautions prises et les appareils employés , il expose des résultats qui donnent , pour une profondeur de 63o pieds , une température presque double de celle de la surface (1).

M. Ipasky a dressé en tableau les observations faites sur la température des puits artésiens aux environs de Vienne, en Autriche, et il en a déduit une augmentation de température d’un degré octogésimal pour chaque espace de mètres. La température moyenne à Vienne étant de 8° 2 R. , le fond clés puits a donné, à 240 pieds de profondeur, ii° 2 (2).

M. Phillips a publié aussi les résltats qu’il a obtenus dans un puits de 1 584 pieds , mais son ouverture est de 87 pieds au-dêssous du niveau ordinaire de Peau ; sa profondeur au-dessous du niveau de la mer est donc seulement de 1,497 pieds. Si la profondeur de la couche invariable est supposée de 100 pieds , et que la moyenne température du lieu soit de 4v°b? on a 720 6— 47,6 ou 25° d’augmentation de température pour 1,484

( 1 ) Mémoires de V Académie de Berlin , i832.

(2) Annales de Poggendorf, vol. XXXI, n° 25, p. 365.

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pieds , c’est-àdire , i° F. pour 59,36 pieds , ou en nombre rond, i° F. pour 20 yards anglais. En traduisant ce résultat en mesures françaises , on trouve que c’est i°C. pour 32,57 mètres (1).

Une seule expérience a été faite en Amérique par madame Griffith. Elle donne un accroissement de i° centigrade par 12 mètres de profondeur (2).

M. Àrago a fait aussi tout récemment de nouvelles observations tliermométriques dans le puits que la ville de Paris fait percer à l’abattoir de Grenelle. Lorsque ce puits avait 25o mètres de profondeur, un thermomètre^ a midi, indiqua, après 24 heures de séjour, une température de 20° G. , et lorsqu’il eut atteint 3oo mètres , la même expérience donna 220 -, en sorte que l’accroissement de température qui , d’après les premières observations, était de i° par 26 mètres, avait augmenté, et était alors de i° pour 23 mètres. Des expériences faites dans le puits foré de l’Ecole-Militaire , qui n’est éloigné que de 600 mètres de celui de Grenelle , et qui est foré dans le même terrain ^ ont donné i° centigrade par 2pm 83.

Nous pourrions rapporter un plus grand nombre de résultats , mais ceux qui précèdent suffisent pour prouver que la température va toujours en augmentant , à mesure que l’on descend dans l’intérieur du globe. Us suffisent aussi pour nous faire voir la grande différence qui existe entre la progression de l’élévation de température, dans des lieux divers et quelquefois très-rap-

(1) Phil. Magaz décembre i834> p. 446.

(2) Lettre à M. Cordier, Annales des Mines , 2e série, t. VI ,

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Il résulterait de ces expériences , que la chaleur, en augmentant ainsi , devrait atteindre une grande élévation dans l’intérieur du globe , et que sa masse intérieure serait fondue par cette énorme température. Une C-oute solide, d une épaisseur variable, nous séparerait de cette masse incandescente.

D’après les observations laites à l’Observatoire de Pans, il suffirait de pénétrer jusqu’à la profondeur de l',J0'> mètres dans l’intérieur du globe , pour y trouver ■a température de l’eau bouillante (i); et en adoptant (a moyenne de z5 mètres de profondeur pour l'élévation d’un degré, on aurait, pour la chaleur du centre de la terre, l’énorme chiffre de a5o,ooo degrés centigrades, température capable de fondre toutes les roches et probablement tout ce qui existe sur la terre.

L’épaisseur moyenne de la croûte du globe terrestre, calculée d’après ces données , n’excéderait certainement pas vingt lieues de cinq mille mètres ; mais elle est probablement beaucoup moindre , puisque la chaleur , combinée avec la pression , doit rendre les composes pierreux fluides et cristallisables à une profonaeur moins considérable.

Ii est bien difficile de savoir quelles sont les causes des glandes différences qui semblent exister dans l’épaisseur de la croûte solide , ou dans les relations qui existent entre la mesure de la profondeur et celle de la température. Comment expliquer que l’écorce de la terre soit moitié moins épaisse à Decize qu’à Carmeaux , lieux qui ne sont séparés que par une si petite distance ? On concevrait plutôt que sur un autre continent , eu Amérique , par exemple , il puisse y avoir

f) Cordjer , Annales des Mines. 1827.

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une différence aussi importante *, mais ia seule expérience que nous avons rapportée est loin d’être concluante.

Peut-être la nature des roches a-t-elle une influence marquée sur la conductibilité du calorique 5 c’est ce qui semblerait résulter des expériences comparatives entre le schiste et le granité , faites dans le comté de Cornouailles , par M. W. J. Henwood. Cet observateur a constamment trouvé , a profondeur égaie , la température des schistes élevée de quelques degrés au-dessus de celle des granités (1).

Nous ignorerons probablement toujours ia cause de ces singulières variations , car ie plus ou moins de conductibilité des roches n’est pas une circonstance capable de nous expliquer les inconcevables variations qui se montrent dans toutes ces expériences.

Quoi qu’il en soit, les faits existent et sont incontestables -, mais il ne s’ensuit pas que tous les savans admettent l’incandescence intérieure de la terre. Ainsi M. Poisson, dans sa théorie de la chaleur, n’adopte pas cette opinion , et paraît disposé à alléguer une autre cause à la température des parties intérieures du globe. Il fait observer que les régions cosmiques, dans lesquelles se meut le système solaire, ont une température qui leur est propre 5 que cette température peut être différente dans différens points de l’univers, et que , s’il en est ainsi , la terre doit être quelque temps à acquérir ia température du point de l’espace où elle est arrivée. Cette température se propagera graduellement de la surface aux portions intérieures. Ainsi , si le système solaire quitte une région plus chaude pour

(1) Records of général Science , septembre i836, p. 198.

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entrer dans une plus froide de l’espace , la portion de la terre au-dessous de la surface manifestera des traces de cette plus haute température qu’elle avait acquise dans le temps, et cette manifestation ne justifie en aucune façon l’opinion que l’accroissement de température augmente constamment à mesure qu’on approche du centre. Quoique cette manière de voir puisse ne pas recevoir l’approbation des géologues , il est nécessaire d’en tenir compte , afin de ne pas donner une confiance exclusive à l’opinion contraire 5 car dans les sciences on ne doit être guidé que par la recherche de la vérité.

Cependant il faut avouer que l’incandescence du globe rend mieux raison de tous les phénomènes , s’applique à tous les détails , et acquiert ainsi une telle probabilité qu’il est bien difficile de ne pas l adopter, et de ne pas considérer la terre, ainsi que l’avaient déjà fait Buffon et Leibnitz , comme un soleil éteint, mais dont la croûte seule est refroidie.

Le baron Fourrier est arrivé aussi, par des considérations tout-à-fait différentes de celles que nous avons rapportées plus haut, à conclure qu’une chaleur trèsintense a primitivement pénétré toutes les parties de notre globe. Il pense que celte grande chaleur s’est dissipée dans les espaces planétaires qui nous environnent , dont il considère la température, d’après les lois du rayonnement de la chaleur, comme égale à— 5o° centigrades. Il a conclu en outre que la terre a presque atteint la limite de son refroidissement. La chaleur primitive contenue dans une masse sphéroïdaie , égale en grandeur à notre globe, diminuerait plus rapidement à la surface qu’à de grandes profondeurs , où une température élevée se maintiendrait pendant un long espace de temps. Il a déduit de ces circonstances, ainsi que de la température des mines et des sources , qu’il y a une

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cause intérieure de chaleur qui eleve la température de la surface au-dessus de celle que 1 action seule du soleil pourrait produire \ mais cette élévation est excessivement faible , car pendant les vingt derniers siècles la diminution de la température terrestre aurait été moindre de ^ de degré (i). De Laplace, par une méthode tout-à-ïait différente , est parvenu aux mêmes résultats (2). Mais ce refroidissement n’est insensible a la surface que parce que les pertes de chaleur y sont incessamment compensées par 1 effet d une propagation qui procède uniformément du dedans au dehors, compensation presque complète qui approche continuellement de l’état d’équilibre , et que l’expérience et la théorie expliquent parfaitement. Les pertes de chaleur n’ont donc d’influence qu’à de grandes profondeurs , d’où il résulte que l’écorce solide du globe continue de s’accroître journellement à l’intérieur par la cristallisation des matières fondues , en sorte que la formation des roches cristallisées continue toujours d avoir lieu , et ne cessera qu’ apres un temps immense, c est-a-dire lorque ce refroidissement aura atteint sa limite (3).

Ainsi la terre aurait été d’abord brillante et incandescente comme le soleil , répandant sur la lune une vive clarté , et l’échauffant de ses rayons comme le soleil nous enveloppe maintenant des siens. Sa surface se serait peu à peu refroidie en abandonnant sa chaleui à l’espace , et une croûte solide 5 actuellement épaisse de

(1) Fourrier, Annales de Chimie et de Physique, t. XXYI1 ,

p. i65. . tt

(2) Laplace, Annales de Chimie et de Physique , t. Ytll >

(3) Cordier, Annales des Mines.