SYNTHÈSE DE LA LAWRENCITE

Au cours des expériences dont on vient de 'parler comme ayant fourni la reproduction synthétique des fers nickelés météoritiques, il m’est arrivé à plusieurs reprises de trouver entre les lamelles de kamacite et bien plus souvent à l’extrémité des aiguilles de tænite, je retirais des appareils d’admirables petits cristaux de plusieurs millimètres de côté. Ces cristaux, d’un blond clair, étaient remarquables par leur extrême déliquescence, laquelle donnait lieu à un liquide d’un brun rougeâtre. La solution de ces cristaux, d’abord vert jaunâtre, passe très rapidement à l’ocreux au contact de l’air,- on y trouve du chlore et du fer. Toutes ces propriétés sont celles de la lawrencite, et mes expériences rendent très évident le procédé par lequel les cristaux de chlorure ferreux découverts par Smith dans plusieurs fers météoriques, se sont trouvés englobés dans les alliages métalliques.

Cette synthèse, outre son intérêt spécial vis-à-vis le chlorure de fer, jette donc du jour sur le mode de formation des holosidères elles-mêmes : jamais une masse de fer fondu ne pourrait conserver dans sou intérieur des cristaux d’un corps aussi peu fixe que la lawrencite.

SYNTHÈSE DES SILICATES WAGNESIENS ; PERIDOT, PYROXÈNE, ENSTATITE, ETC.

Un des minéraux les plus essentiels des météorites est, comme on le sait, un silicate magnésien de nature pyroxénique. La fusion permet d’obtenir, avec le mélange des éléments, un composé dont la composition chimique est celle du corps naturel; mais ce procédé ne reproduit pas la structure spéciale du minéral et surtout ne permet pas, comme on le verra plus loin, d’imiter son association avec les autres substances météoritiques.

Il n’est pas besoin de rappeler ici comment M. Daubrée a mis en évidence les effets désorganisateurs de la fusion sur les types les plus variés de pierres tombées du ciel ; mais on relira avec intérêt cette remarque dont il accompagne le récit de ses expériences : « La température élevée produite dans le laboratoire a amené, dit-il, la formation de silicates en cristaux nets et volumineux tels qu’on n’en rencontre jamais dans les météorites. 11 est, en effet, extrêmement digne de remarque que les substances silicatées qui composent les météorites du type commun y soient toujours à l’état de cristaux très petits et essentiellement confus, malgré leur extrême tendance à cristalliser. S’il était permis de chercher quelque analogie autour de nous, nous dirions que les cristaux obtenus par la fusion des météorites rappellent les longues aiguilles de glace que l'eau liquide forme en se congelant, tandis que la structure à grains fins des météorites naturelles du type commun ressemble plutôt à du givre ou à de la neige, formée, comme on le sait, par le passage immédiat de la vapeur d’eau atmosphérique à l’état solide*. »

C’est d’après ces considérations que j’ai cherché àu-eproduire, suivant l’heureuse

1 Études synthétiques de géologie expérimentale, p. 383.

expression qui vient d’être rappelée, une sorte de givre dont la substance fût, non pas de l’eau, mais du bisilicate de magnésie. Le succès m’a mis en présence du premier cas de production artificielle d'un silicate anhydre en présence de la vapeur d’eau à la pression ordinaire.

La disposition de l’expérience, qui ne pouvait avoir d’intérêt qu'antant qu’elle reproduirait des conditions naturelles, a été inspirée par des considérations faisant partie du domaine de la Géologie comparée et qui ont été rappelées plus haut. On a vu comment, d’après elles, il est logique de supposer que, soumis à un refroidissement suffisant, le mélange des vapeurs protubérantielles donnerait naissance, entre autres produits, à des silicates magnésiens.

C'est cette idée, toute risquée qu’elle puisse sembler tout d’abord, que j’ai soumise à l’expérience, et, ne pouvant emprunter au soleil une partie de sa photosphère, j’ai cherché à faire de celle-ci une imitation aussi parfaite que possible pour le but spécial qui était en vue. En d’autres termes, j’ai mis en présence, à une température convenable, la vapeur d’eau, la vapeur de magnésium et la vapeur de chlorure de silicium.

Dans la pratique, le magnésium, en fils ou en rubans, est placé vers le milieu d’un tube de porcelaine disposé dans un fourneau (fig. 91). L’une des extrémités

du tube est en rapport avec une cornue où bout de l’eau; à l’autre extrémité dé- , bouche le tube abducteur d’un petit récipient renfermant du chlorure de silicium chauffé au bain-marie ou à l’aide d’une petite lampe. On ménage, bien entendu, dans l’un des bouchons une issue pour les produits volatils .

A peine le tube est-il parvenu au rouge, que la réaction suivante s’établit ;

Mg SiCl’ 3H0 = SiO^^ 2HC1 -1- IL

Pyroxène magnésien.

11 faut remarquer que les choses n’ont pas tout à fait dans la réalité cette simplicité théorique : il se fait toujours de la silice farineuse par la réaction du chlorure de silicium sur l’eau et un peu de magnésie par la réaction de l’eau sur le métal. Mais ces dépôts accessoires sont localisés et très faciles à isoler : ils ne masquent pas le phénomène principal.

Quand l’opération est bien conduite, l’enstatite ou le pyroxène se dépose en abondance et se présente sous la forme d’une poudre blanche d’aspect analogue à la silice elle-même. Examinée au microscope, cette poudre offre des caractères auxquels on ne saurait se tromper : elle est entièrement cristallisée en prismes en général non terminés, éminemment clivables et très actifs sur la lumière polarisée. Les cristaux sont précisément « très petits et essentiellement confus », comme ceux des météorites décrits plus haut, et ils affectent entre eux les mêmes groupements. Par exemple, il est très fréquent de les rencontrer sous forme de rayonnements autour d’un point (fig. 92), absolument comme les agglomérations d’aiguilles d’enstatite si répandues dans les météorites les plus ordinaires.

Fig. 92. — Cristaux de pyroxène magnésien obtenus par condensation de vapeurs. Echantillon vu au microscope.

Un autre trait d'identité réside dans les fissures qui traversent les cristaux d’enstatite, qu’ils appartiennent à des météorites naturelles ou qu’ils sortent du tube de porcelaine : et je crois que ce caractère de fendillement, offert comme on sait à un haut degré par nos roches trachytiques, est fort éloquent relativement aux conditions d’origine des roches qui le présentent. Le fendillement est accompagné d’inno mbra-

blés inclusions dont la nature n’a pu être déterminée et qui rappellent complètement celles que M. Sorby a signalées dans les météorites.

Exceptionnellement, les cristaux artificiels d’enstatite ont un volume un peu plus gros, plus de limpidité, moins de fissures, une netteté plus parfaite d’arêtes ; on ne saurait alors les distinguer de la variété remarquable que j’ai découverte il y a plus de. dix ans dans la syssidère de Deesa et décrite sous le nom de Victoriie K

SYNTHÈSE DE SILICATES ALUMINEUX ET DE SILICO-ALUMINATES ALCALINS.

Bien que les procédés d’analyse minéralogique ou immédiate des roches laissent encore beaucoup à désirer, il n’en est pas moins démontré que la plupart des météorites primitives contiennent une petite quantité de silicates à base d’alumine. 11 était donc intéressant de rechercher si la méthode qui vient d’être décrite est propre à imiter ces derniers minéraux. Le résultat offrira d’ailleurs des applications à l’histoire des météorites d’autres types (eukrite, etc.) et à celle de maintes roches terrestres.

.l’ai donc soumis d’abord à une étude spéciale l’action simultanée, à la température rouge, de la vapeur d’eau et de la vapeur de chlorure de silicium sur l’aluminium métallique lui-même volatilisé. Le résultat varie avec les conditions de l’expérience, avec la température et spécialement avec la vitesse des courants gazeux.

Si la vapeur de chlorure de silicium est prédominante, le produit principal consiste en silicium métallique qui affecte deux formes principales suivant les points : tantôt il est en petites lamelles cristallines enchevêtrées de façon à donner lieu à des agglomérations qui ont la même forme générale que les grenailles d’aluminium fondues sur lesquelles elles se sont concrétées ; tantôt il est en fines aiguilles simples ou groupées, pouvant atteindre des dimensions relativement considérables.

Si la vapeur d’eau est en excès, ce qui se dépose surtout c’est un mélange d’alumine et de silice terreuses où il est parfois très difficile de trouver le moindre vestige d’une substance cristallisée.

Au contraire, lorsque les deux courants gazeux sont de vitesse et d’abondance relatives telles, qu’ils peuvent se mélanger dans toute la longueur du tube au contact de l’aluminium, alors le microscope retrouve aisément, dans la poudre grisâtre déposée partout, des myriades d’aiguilles cristallisées, transparentes, enchevêtrées les unes dans les autres et actives .sur la lumière polarisée. L’action dépolarisante de ces aiguilles est d’ailleurs faible, mais il faut attribuer cette circonstance à leurs dimensions exiguës, qu’on pourrait peut-être accroître par une disposition convenable de l’appareil.

11 est presque impossible de séparer ces cristaux de l’excès de matière étrangère (silicium, silice, alumine) avec lequel elles sont mélangées. Mais on rencontre des points où elles se sont produites seules, et il devient dès lors aisé d’en déterminer la composition chimique. J’y ai trouvé (sur 08'',94) ;

Silice . 40,91

Alumine . 58,02

t . Stanislas Meunier : Le Cosmos, livraison du 21 août 1869.

C’est, comme on volt, la composition de la sillimanite.

Ce qui précède montre que la reproduction de silicates alumineux par la méthode que j’ai décrite est beaucoup plus difficile et plus incertaine que celle des silicates magnésiens. Mais, contre toute attente, l’expérience devient au contraire très facile si, par une complication considérable, on fait intervenir la potasse caustique au contact de l’aluminium. Dans ce cas, il se produit, en abondance extrême, des cristaux brunâtres (fig. 93), parfaitement nets, donnant à l’analyse :

t'ig. 95. — Ampliigène obtenue ailificiollcment par condL-nsalioii de vapeurs. Échantillon vu au microscope.

Silice . 55,85

Alumine . 23,54

Potasse (par différence). . . 20,63

Tous ces caractères sont ceux de l’amphigène naturelle.

Les cristaux agissent sur là lumière polarisée; leurs dimensions varient de 0'”'”,005 à 0““,012 de diamètre.

A une température peu différente, j’ai obtenu en outre des prismes maclés offrant les contours de cristaux feldspathiques. Jusqu’ici cette substance ne s’est pas présentée en quantité suffisante pour que son analyse ait été possible.

La substitution de la soude ou du chlorure de calcium à la potasse a conduit à des résultats qui semblent analogues aux précédents, mais qui réclament une étude ultérieure.

SYNTHÈSE DE L'flLÜIÏIlNUTE DE MAGNÉSIE (SPINELLE).

Pour obtenir des aluminates par le procédé propre à fournir des silicates cristallisés, il suffit évidemment de substituer le chlorure d’aluminium au chlorure de silicium employé précédemment.

L’expérience a donc consisté à mettre en présence, dans un tube chauffé, le chlorure d’aluminium, la vapeur d’eau et le magnésium métallique. Le chlorure d’aluminium étant solide, il m’a paru commode de le placer à l’avance dans le tube de porcelaine, de telle sorte que les rubans de magnésium y fussent simplement enfouis. Dès que la température atteint le rouge, on laisse arriver la vapeur d’eau ; on arrête quand l’acide chlorhydrique cesse de se dégager.

Le produit consiste en une substance blanche ayant conservé par place la forme des rubans métalliques et qui semble au premier abord tout à fait amorphe. Au microscope, on constate au contraire qu’elle est cristallisée pour la plus forte part.

Les cristaux, groupés ordinairement en druses, sont absolument incolores. Ils consistent pour la plupart en octaèdres réguliers et en cubes. Ils sont absolument inactifs sur la lumière polarisée. Leur dureté extrême et leur inaltérabilité absolue dans l’acide azotique bouillant les identifient comme leur composition avec le spinelle naturel. Dans certaines portions du tube, ils sont mélangés de périclase ou magnésie cristallisée, attaquable dans l’acide azotique et résultant sans doute de l’action, déjà étudiée, de l’acide chlorhydrique sur la magnésie. On y aperçoit aussi quelques grains de forme allongée, très actifs sur la lumière polarisée et qui semblent être du corindon.

Ce résultat si net m’a naturellement engagé à tenter la synthèse de la gahnite ou spinelle zincifère, et pour cela le zinc prit dans l’expérience la place du magnésium.

Toutefois, l’aluminate de zinc ne se lit pas, et je crois pouvoir attribuer l’insuccès à la température trop peu élevée qui fut atteinte et qui ne détermina pas la volatilisation du métal. Celui-ci s’était réuni en une sorte de lingot et n’avait subi qu’une très faible oxydation.

Néanmoins, la poudre blanche qui remplissait le tube se montra remplie d’une multitude de lamelles hexagonales d’une netteté et d’une régularité admirables et n’exerçant aucune action sur la lumière polarisée. Un premier essai ayant démontré que ces cristaux ne renferment point de zinc, il devint probable qu’ils étaient constitués par l’alumine pure et représentaient par conséquent une imitation artificielle du corindon de la nature.

Pour m’en assurer, je soumis à l’action de la vapeur d’eau seule, du chlorure d’aluminium placé dans un tube de porcelaine et chauffé au rouge : c’était une simple variante de ces expériences célèbres qui ont donné déjà l’oligiste et la cassitérite, et j’ai peine à croire, malgré le mutisme des livres à cet égard, que les chimistes ne l’aient pas tenté déjà depuis longtemps.

Quoi qu’il en soit, cette manipulation si simple a fourni en abondance les lamelles hexagonales précédemment signalées, et il n’y a plus maintenant à douter de leur vraie nature.