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La pente des cônes volcaniques varie suivant que et le volcan rejette des matières fluides ou des matières a solides. Comme la montagne est presque toujours | le résultat des accumulations de ces débris, une lave fluide, coulant même sur une pente douce, ne peut produire qu’une montagne à flancs très peu inclinés, tel est le Kilaua fig. 126. Au contraire un cône de scorie ou de cendres sera beaucoup plus raide, v. g. le Cotopaxi.

L'origine des volcans peut-être déterminée par l'étude de ‘ar structure. Quelquefois les couches de la montagne ont été comme redressées, fig. 128.

Fig. 128,

Mais le plus souvent toute la montagne volcanique est uniquement composée d’une suite de lits plus ou moins réguliers, résultat de l’accumulation des ma-

Fig. 129.

Fig. 128.—Cône de soulèvement.

Fig. 129.—Cône de scories,

tières liquides ou solides rejetées par les volcans, fig. 129. Ce sont des cônes de scories.

Quant aux éjections voicaniques, elles sont gazeuses, liquides et solides. Les gaz sont surtout de la vapeur d’eau en immense quantité, des gaz sulfureux, soit vapeur de soufre, soit acide sulfureux, de l'acide chlorhydrique, de l’acide carbonique, etc. La vapeur d’eau prédomine d’une manière très marquée. Il est à remarquer que ces gaz sont ceux là mêmes quise formeraient par la réaction des eaux de la mer sur le calcaire impur chauffé à une haute température. La fumée etles flammes qu’on dit se produire durant les éruptions, ne sont que des reflets sur la vapeur d’eau et les cendres volcaniques en suspension dans l’atmosphère de la lave fondue qu remplit le cratère. Il n’y a pas en général de flammes proprement dites dans les éruptions volcaniques.

Les matières liquides sont surtout les laves, substances minérales fondues, qui s’échappent par les cratères volcaniques. Cette lave peut avoir deux états physiques différents. Elle peut être pâteuse, emprisonnant de nombeuses bulles de vapeur d’eau et autres gaz, ce qui la rend poreuse et cellulaire une fois qu’elle est refroidie. Telle est la lave du Vésuve, Elle est aussi quelquefois très fluide, absolument comme du verre fondu (Kiïlaua).

Considérée au point de vue de la composition chimique, la lave est essentiellement une pâte de Feldspath et d’Augite. Suivant que le premier ou le second de ces minéraux prédomine, la lave est acide ou basique. Les Trachytes, les Obsidiennes sont des

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exemples de laves acides ; les Basaltes, les Dolérites, des exemples de laves basiques.

Outre ces matières liquides et gazeuses, les volcans rejettent encore beaucoup de corps solides. Cela se voit surtout dans les volcans à lave pâteuse, dont la lave ne sort que péniblement à la suite d’explosions qui ont pour effet de lancer en dehors du cratère des quartiers de roche, des fragments de matière à demi fondue, et surtout une poussière minérale assez ténue, arrachée aux parois de la cheminée volcanique et désignée généralement sous le nom de cendre volcanique. Pompéi a été ensevelie sous une couche épaisse de cette cendre, lors de l’éruption du Vésuve, en l’an 79 de notre ère. A la même éruption, Herculanum disparaissait sous une couche de lave. Cette éruption est encore restée célèbre parce qu'elle coûta la vie à Pline l’ancien, qui, s'étant approché trop près de la montagne, fut étouffé par les vapeurs sulfureuses qui s’échappaient à flot du cratère.

Souvent la vapeur d’eau qui sort du cratère en volume énorme pendant l’éruption, se condense et tombe en pluie torrentielle sur les flancs de la montagne. Cette pluie délaye les ‘cendres volcaniques, et la bouillie grise qui en résulte forme en se desséchant, une pierre poreuse qu’on appelle tuf volcanique.

Les éruptions des volcans à lave pâteuse, comme le Vésuve, s’annoncent longtemps d'avance, et sont souvent accompagnées de tremblements de terre. Celles des volcans à lave liquide le sont rarement.

Ce sont des éruptions qu’on pourrait appeler silencieuses. Au Kilaua, il est arrivé plus d’une fois qu’on a été averti d’une éruption en voyant flamber les forêts du sommet de la montagne, incendiées par le passage du courant de lave. Dans les volcans très élevés, il est assez rare que la lave sorte par le sommet. Elle remplit peu à peu la cheminée volcanique. Une fois qu’elle a atteint un certain niveau, la pression hydrostatique exercée sur les parois de la cheminée est tellement forte que très souvent la montagne éclate, et le cratère se vide par une ouverture latérale. En 1852, un jet latéral se produisit ainsi sur le Kilaua. Il avait plus de mille pieds de large, et s'élevait à 200 ou 300 pieds de hauteur. Il dura trois jours. Ces ouvertures latérales constituent comme de petits volcans parasites sur les flancs de la montagne ; on les désigne sous le nom de cônes adventifs.

THÉORIE DES VOLCANS.—On ne peut rien affirmer d’absolument certain relativement à l’origine des volcans. Quelques géologues les regardent comme des évents par lesquels s'échappe le trop-plein du centre liquide de la terre. Malheureusement, les volcans ne sont pas tous en activité en même temps. Or ils devraient l’être s'ils communiquaient tous avec une même masse liquide. Il faut donc chercher ailleurs une explication plus satisfaisante.

Il est certain que l’eau joue un grand rôle dans les éruptions. Des masses énormes de vapeur d’eau sortent des cratères en activité ; ceux-ci sont tous placés dans le voisinage des océans; les

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laves sont souvent imprégnées de chlorure de s0dium ; on a trouvé des débris de poissons dans les éruptions vaseuses de Java ; enfin les acides gazeux que les volcans exhalent semblent être le résultat de la décomposition des différents sels de la mer. Tous ces faits donnent à penser que l’eau pourrait bien être le facteur principal des phénomènes volcaniques.

On admet encore que la vapeur d’eau est la grande force qui fait monter la lave dans la cheminée volcanique. L'eau s’infiltrerait à travers les lits géologiques, atteindrait à la longue les laves qui se trouvent à la racine des volcans ; au contact de ces masses rouges de feu, elle se vaporiserait, et la tension, énorme de la vapeur entraînerait mécaniquement par l’orifice de sortie les substances fondues de l’intérieur. L’intermittence des éruptions serait causée par l’infiltration irrégulière de l’eau.

De plus, cette eau ainsi surchauffée produirait, soit par son action minéralisatrice, soit par dissolution, des combinaisons et des décompositions chimiques sur une vaste échelle. De là résulterait une nouvelle somme de chaleur, de nouveaux dégagements gazeux dont là tension s’ajouterait encore à celle de la vapeur d’eau. Plusieurs géologues vont jusqu’à admettre que cette double action physique et chimique de l’eau est suffisante pour expliquer tous les phénomènes volcaniques.

Dans cette dernière hypothèse les volcans s’éteindraient lorsque les affinités chimiques, éveillées par l’action de l’eau auraient été satisfaites. Par conséquent, les volcans actifs devraient se trouver dans

les terrains récents et les volcans éteints dans les formations anciennes. C’est aussi ce que l’observation constate.

En voilà assez pour faire comprendre que cette question de l’origine de l’action volcanique est bien loin d’être connue. On en est encore réduit à faire des hypothèses. Cependant il parait assez clair que la force éruptive des volcans est la tension des gaz intérieurs surtout celle de la vapeur d’eau. Quant à l’origine de la chaleur volcanique, elle peut être multiple, On peut y voir un reste de la chaleur primitive du globe emprisonnée dans les couches profondes, ou bien les effets de réactions chimiques spéciales, Ajoutons comme complément qu’elle peut encore résulter, en partie du ‘moins, des actions mécaniques, causées par le refroidissement du globe et la contraction générale qui en résulte. On admet généralement que le centre du globe se contracte plus vite que l'extérieur, il en résulte dans’la croûte terrestre une tension très forte qui se manifeste par des pressions horizontales presque irrésistibles. D’après M. Mallet, l’écrasement des roches sous l’effet de ces pressions, développerait assez de chaleur pour expliquer les éruptions volcaniques.

ERUPTIONS IGNÉES NON VOLCANIQUES.—On doit rapporter aux laves volcaniques, ces masses, souvent considérables, rejetées sans éruption violente à travers les fissures du globe terrestre. Tels sont les dykes, et les nappes trappéennes ou basaltiques, qui se trouvent en différents endroits.

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ARTICLE IV

Phénomènes volcaniques secondaires.

SOLFATARES, FUMEROLLES.—Dans le voisinages des volcans, et quelquefois là où il n’y a pas de volcans, le sol laisse échapper des jets de vapeur d’eau et de soufre, ainsi que quelques autres gaz. Ces endroits sont appelés sol/atares. Le soutre se dépose en cristaux autour des ouvertures par où sort la vapeur et qu’on appelle fumerolles. L’alun, le plâtre se forment souvent dans les solfatares.

SOURCES THERMALES, GEYSERS.— Les sources thermales se rencontrent fréquemment. Leur température est loin d’être toujours la même. Les plus remarquables sont les sources jallissantes appelées Geysers. Ces geyseré ont des périodes de calme et d’éruption, se succèdant à des intervalles merveilleusement réguliers. On prenait autrefois comme type de ces sources jaillissantes le Grand Geyser d'Islande, mais les plus beaux geysers du monde se trouvent dans le National Park, vallée de la rivière Yellowstone, Wyoming.

Parmi ces geysers américains, les plus remarquables sont les suivants : le “ Géant,” qui lance une colonne d’eau de 6 pieds de diamètre à une hauteur de 200 pieds, l’éruption dure vingt minutes; la “ Ruche,” dont le cratère a la forme d’une ruche d’abeille, qui lance une colonne d’eau de 3 pieds de diamètre à 219 pieds de hauteur ; la “ Géante,” colonne d’eau de 20

pieds de diamètre lancée à 60 pieds de hauteur. De cette masse liquide s’échappent cinq ou six jets qui montent à 250 pieds.

THÉORIE DES GEYSERS.—Les conduits des geysers sont des tubes assez étroits où la circulation de l’eau doit se faire difficilement, fig. 130. Il est donc possible que l’eau des parties inférieures soit plus chaude que celle qui avoisine la surface. La température des couches inférieures de l’eau augmente peu à peu, et elle atteint bientôt le point d’ébullition. Du moment que l’ébullition commence, l’eau placée à la surface, est jetée en dehors du cratère du geyser. La pression dans le tube du geyser devenant plus faible, l’ébullition est de plus en plus violente, bientôt toute la masse d’eau et de vapeur est projetée au dehors. Après cette éruption, tout rentre en repos ; le tube se remplit lentement des eaux d'infiltration ou à l’aide des sources souterraines, et, après un temps plus ou moins long, une autre éraption vide encore une fois le tube, et ainsi de suite.

Les eaux de ces geysers renferment souvent beaucoup de silice ou de carbonate de chaux en dissolution. Ces minéraux se déposent autour des ouvertures et forment des incrustations de la plus grande beauté.

Fig. 130.

Fig. 130.—Coupe d’un geyser (Leconte).

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ARTICLE V

Métamorphisme

SA NATURE ET SES EFFETS.—Le mot métamorphisme veut dire changement. Appliqué aux lits géologiques, il désigne un durcissement très prononcé ou un changement dans la composition chimique. C’est ainsi qu’une ardoise argileuse sera changée en micaschiste ou en gneiss, un grès argileux en gneiss ou en granite, le calcaire amorphe en marbre, les grès ordinaires en quartzite. Assez souvent le métamorphisme d’une roche est accompagné d’un changement de couleur. Il y a aussi expulsion presque complète de l'eau, des bitumes, destruction des fossiles, etc. Quelquefois de nouveaux minéraux cristallisés prennent naissance durant le métamorphisme; ainsi, un calcaire renfermant de l’argile, des sables, des phosphates et fluorures, donnera un marbre riche en Mica, Feldspath, Scapolite et Pyroxène. La plupart des pierres précieuses, Topaze, Saphir, Emeraude, sont des produits métamorphiques.

THÉORIE DU MÉTAMORPHISME.—Trois agents ont concouru à produire le métamorphisme la chaleur, l’eau et la pression. La chaleur à été nécessaire, car autrement on ne se rendrait pas compte des cristallisations qui caractérisent cet état non plus que du durcissement des lits et de leur déshydration. Cependant cette chaleur n’a pas été suffisante pour faire subir aux roches la fusion ignée. En effet, l’apparence des roches métamorphiques est bien différente

de celle des laves ou des autres roches plutoniques, comme nous l’avons vu plus haut.

Par l'examen des enclavés liquides que renferme le quartz de certains granites et gneiss, le P. Renard concluait, d’une manière extrêmement ingénieuse, que la température qui a produit le métamorphisme de ces roches n’a pas dépassé 400°C. IT est probable que, grâce à l’action simultanée de la chaleur et de l’eau, surtout de l’eau alcaline, la température du métamorphisme est restée bien inférieure à cette limite.

L'eau pure en effet, d’après les expérience de MM. Daubrée et Sénarmont, chauffée à 400°C, ramollit toutes les roches ordinaires'et favorise singulièrement la production de divers minéraux, Mica, Quartz, Feldspath, Augite. L'eau alcaline donne les mêmes résultats à une température qui ne dépasse pas

La pression a été nécessaire dans certains cas, v. g., dans la métamorphisme du calcaire. Ce dernier en effet, chauffé à l’air libre, se change, non pas en marbre, mais en chaux. De même l’eau, à l’air libre, ne pourrait jamais dépasser 100°C, et serait incapable d’avoir l’action minéralisatrice qui lui est attribuée.

La chaleur nécessaire pour la production du métamorphisme a pu avoir plusieurs causes. En premier lieu, l'accumulation de 30,000 ou 40,000 pieds de sédiments a exposé les couches inférieures, encore pénétrées d'humidité à une température plus que suffisante pour produire le métamorphisme. Plus tard, grâce à divers plissements, l'érosion a emporté

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On remarque encore que le métamorphisme est surtout prononcé dans les roches qui ont été beaucoup bouleversées par des plissements et des failles. Ces bouleversements, ayant eu pour effet d'exposer les lits aux températures élevées de l’intérieur du globe, en ont produit le métamorphisme., Il est de plus très probable que les écrasements qui ont nécessairement accompagné ces mouvements de la croûte terrestre, ont été suivis du dégagement de beaucoup de chaleur, se développant dans les lits eux-mêmes par la transformation de l’énergie mécanique.

Cette théorie explique pourquoi le métamorphisme a une relation constante avec l’épaisseur des formations; pourquoi les roches les plus anciennes, ayant été couvertes de dépôts très épais, sont toutes métamorphiques; pourquoi certains lits métamorphisés sont intercalés entre d’autres qui ne le sont pas, ces derniers étant moins affectés par les eaux surchauffées ; enfin pourquoi les plissements, les cassures de la croûte terrestré, sont toujours accompagnés de métamorphisme

RE I tn. Lt