PRODUITS AQUEUX ET SOLIDES

$ 1. De la glace.

L'eau est la seule substance que nous trouvions à la fois très répandue dans la nature à l'état de vapeur, à l’état liquide et à l'état solide, Cette circonstance tient, d'une part, à ce qu'elle donne des vapeurs même à des températures très basses, et de l'autre, à ce que son point de solidification est si peu élevé, que les simples variations de la température de l'air suffisent pour porter celle-ci tantôt au-dessus tantôt au-dessous de ce point. Les phénomènes que produit l'eau à ces divers états sont tellement différents, que nous sommes obligé .de traiter de leurs effets dans des chapitres distincts et même assez éloignés les uns des autres. Ainsi l'eau, dissémiuée daus l'air, soit à l'état de vapeur, soit sous forme vésiculire et en proportions incessamment variables, rentre plus particulièrement dans le domaine de la météorologie ; à l'état liquide, au contraire, remplissant les bassins des mers et des lacs, alimentant les cours d'eau superficiels et les nappes souterraines , elle doit être pour nous l'objet d'une attention toute spéciale, car son étude se rattache à la formation des dépôts sédimentaires marins , lacustres où fluyiatiles de la surface du sol, conne à l'origine des eaux minérales et thermales qui s'élèvent de dessous cette surface; enfin, à l'état friable, nous l'avons déjà étudiée comme phénomène météorologique constituant les neiges perpétuelles, Mais sous forme de glace, soit que nous La trouvions accumulée sur les hautes monta gnes ou suspendue à leurs flancs en nappes brillantes et compactes, soit que, portant plus loin nos regards, nous la voyions recouvrir comme d'un immense linceul les deux pôles de la terre, la où toute trace de Ja vie a cessé, l'eau donne lieu à des résultats, non seuleiment très distinets de ceux qu'elle produits à l'état liquide où à l'état de vapeur, maïs encore très différents de tout ce que nous présentent les autres substances solides.

DE LA GLACE. 233 . entièrement pavées de prismes de glace placés verticalement les uns à côté des autres, Leur hauteur variait de 0,14 à 0,30 , leur diamètre de 0,01 à 0,03, Presque tous se rapprochaient d'un prisme à base carrée ou hexagonale, dont les faces et les arêtes étaient d'ailleurs peu nettes. Ces prismes ne repasaient point sur la terre, mais se trouvaient implantés dans une couche de glace peu épaisse, À Bell-Sound, M. À. Bravais a remarqué deux étages de cristaux semblables, superposés et séparés par un plan de glace.

On admettait généralement , depuis les expériences de Placidus 4, Neiace, Heinrich en 4807 (1), que la glace, pour un abaissement de température de 10° R., se contractait de ;!; de ligne, donnant pour coefficient de dilatation 0,000024 par degré centigrade, En 1843, M. Petzholdt (2) trouva que la glace se dilatait au contraire par le froid, ce qui fut pour lui la base d’une nouvelle théorie des glaciers. Mais M, Brunner fils (3), ayant obtenu pour coeficient de la contraction linéaire de cette même substance 5455 par degré centigrade , en a déduit que la contraction de la glace, par l'abaissement de température, est plus grande que celle de tous les autres corps solides qui ont lé étudiés sous ce rapport, et qu'à cet égard, la glace se rapproche des corps liquides. Un tableau de la densité de la glace à différentes températures fait voir qu'à 0* celle densité est 0,91800, et à — 20° de 0,92025. Ces résultats, comparés à ceux qu'a obtenus M, Despretz sur la dilatation de l'eau à l'état liquide et observée jusqu'à — 20", conduisent à cette conclusion paradoxale, que l'eau, à l'état liquide, se dilate par l'ahaissement de là température, tandis qu'à l'état solide elle se contracte par un changement de température dans le même sens,

La formation de la glace au foud des eaux a été, de la part de jForm M; Arago, le sujet d'un article fort intéressant, inséré dans l'Annuaire du Bureau des longitudes (4) : le savant astronome , après avoir démontré l'impossibilité de la congélation de l'eau sur le fond des lacs, des étangs et en général des eaux tranquilles et stagnantes, rapporte les nombreuses observations qui tendent à établir qu'il

Dés

1) Gilbert s Annalen , vol. XXNI, p. 228.

Beirrage zur Grognosie von Tyrol, 1843.

3) Expériences sur ln densité dé la glace à différentes températurex (Bb. univ. de Genève, vol. LV, p. 145. 1845, — Ann, de chim et de pys., vol. LXX , p. 34).

(&) Pour 1833, p. 244. Paris, 1832.

gélation de l'eau à sa sarface et dans les crevasses pendant les nuits d'été, congélation dont les effets, variant dans les diverses parties de la masse en raison de l'inégale répartition de l'eau , y prodaisent une grande tension , en même emps que l'inégalité de celle-ci occasionne des fissures capillaires qui s'étendent en ous sens,

La glace des glaciers, au lieu d'être amorphe on compacte, comme la glace ordinaire , offre une stracture grenue à grains plus ou moins gros. Elle renferme des bulles d'air et ne diffère point sensiblement dans tonte l'épaisseur du glacier. Par suite de la congélation dans les nuits d'été de l'eau absorbée pendant le jour (p. 44), le glacier augmente de volume, et il se forme de nouvelles fissures et de nouvelles bulles d'air qui retiennent à leur tour les eaux qui leur arrivent le lendemain par le retour de la chaleur. Cette alternative de gelée et de dégel se manifeste surtout à l’époque de l'année où les jours les plus chauds sont suivis de nuits fraîches; aussi est-ce pendant ces nuits que l'on entend le plus fréquemment le craquement produit par la rupture de la glace (1).

Les glaciers se conservent, soit par les neiges qui s'y accumulent pendant l'hiver, soit par les hauts nérés qui descendent à mesure que les glaciers s'avancent et qui se converlissent eux-mêmes cn glace. Quant à la conservation des glaciers dans certaines limites, elle ne résulterait pas de ce qu'ils fondent à leur surface inférieure de la même quantité qu'ils se sont accrus par les neiges tombées à la surface extérieure, mais bien, comme le pronve la pureté de la glace dans toute l'épaisseur du glacier, de la congélation de l'eau provenant de la fonte des neiges, et qui est absorbée soit par les lissures, soit par les bulles d'air qui existent dans là glace. Ainsi, ditl'auteur (p. 19), lenévé ou la neige ne sont indispensables que pour la formation d'un glacier, mais pour sa conservation il n'a besoin que d'eau provenant soit de pluies fréquentes,

(4) A cette objection, que la congélation nocturne de l'eau des fissures ne pouvait avoir lieu à l'intérieur des glaciers dans l'intervalle du coucher du soleil à son lever, M. de Charpentier a répondu (p- 104) que ln porosité de la masse du glacier, par suite de son lendillément en tons sens, et la température maximum du glacier, qui ne peut jamais étre au-dessus de zéro, de même que celle de l'eau qui coule dans l'intérieur, et qui est très voisine du point de congélation , sont des circonstances qui permettent de concevoir que le refroidissément nocturne suit pour agir eur tous las points de l'intérieur du glacier,

DES GLACIENS. 230

sous forme de pluie ; de grêle ou de neige, est, d'après M, Berghaus, de 35 pouces ou 947 millimètres. Mais par suite de la disposition particulière de certaines parties du sol, M. Élie de Beau mont élève à 4200 millimètres la quantité d'eau qui provient anmuellement de l'ensemble des surfaces couvertes de neige. -

Presque toute cetie quantité s'écoulant dans les six mois oû la fusion superficielle est sensible, il s'ensuit que ; dans les Alpes, les neiges et les glaces produisent 200 millimètres d'eau par mois, ou 400 fois ce que le maximum du flux intérieur pent fondre dans Je même temps; d'où il résulte encore qu'il ne surt en hiver de dessous les glaciers que des filets d'eau tout à fait insignifiants relativement aüx torrents qui en découlent pendant l'été, On congot, d'après cela, que, quelque faible que soit la quantité du flux de chaleur intérieure, si elle venait à varier, et elle a dû diminuer en effet dans les tenps géologiques , comme elle doit diminuer encore dans l'avenir, elle devra influer sur l'étendue des glaciers dont elle sera en quelque sorte un des régulateurs ; or, s'il y a eu une cause qui ait pu permettre aux glaciers d'acquérir, à une certaine époque, une plus grande extension que celle qu'ils ont aujourd'hui , C'est dans la différence des climats qu'il faut la chercher.

La soconde remarque de M. Élie de Beaumot est relative à l'influence du froid extérieur sur la formation des glaciers, Ce savant ne pense pas que le froid nocturne puisse congeler l'eau, dans l'intérieur des glacièrs, au-delà d'une profondeur comparable à celle, d'ailleurs très petite, à laquelle la variarion diurne de la températuré pénètré dans le sol avec une certaine intensité; mais cette r congélation, comme il le démontre, peut avoir lieu par suite de variations annuelles et produire one expansion qui contribue au mouvement du glacier, et c'est par cette raison qu'il n'existe point deglaciers, mais seulement des neiges perpétuelles sous l'équateur, où les variations diurnes seules se font sentir. En hiver le glacier se fendille par l'elet de la contraction due à la basse température de l'air, laquelle pénètre peu à pen dans son intérieur. Ces fentes, restées d'abord vides, se remplissent d'eau ; lursqu'au printemps la chaleur agit sur la neige qui recouvre le glacier, et cette eau s'ÿ congèle à l'instaut , en laissant dégager de la chaleur qui tend à ramener le glacier à zéro. Le phénomène se continue ais jusqu'à 6e que la masse entière soil arritée à la leinpérature de zéro. Cette augmentation du glacier par intussusception , tandis qu'il fond à la surface, est aussi cause que les pierres en-

que la surface inférieure des glaciers ne fonda point par l'action <le la température propre de la terre; car, en hiver, les eaux qui s'écoulent de dessous, dans certains cas, sont claires et limpides, au lieu d'être troubles, boueuses et abondantes comme celles de l'été; ce sont uniquement des eaux de source, comme nous venous de voir que l'avait dit M. de Charpentier. Dans une autre circonstance, M. Agassiz ayant laissé un thermométrographe tout l'hiver dans un glacier, à uue profondeur de 8 mètres, a reconnu que l'abaissement de la température n'avait été quede 0°,3 C. Enfin M. G. Bischofa fait voir (1) que la fonte du glacier, par la température propre du sol, ne pouvait avoir lieu que jusqu'à la hauteur où la température moyenne de ce dernier est au-dessus de zéro , c'està-dire, dans les Alpes , jusqu'à 6,165 pieds (2,002",63). Tout ce qui est plus élevé, c'est-à-dire beaucoup de glaciers et tous les hauts névés, ne fond point par là base pendant l'&£, mais par la surface supérieure et par les flancs.

Le changement de la neige en glace a été attribué par M. Godeffroy (2) à la pression que les neiges éprouvent à leur descente dans les coulées, par suite d'une fusion qu'opère dans la masse le calorique qu'y dégage la pression à l'instant où les cristaux sont écrasés. L'exemple cité par l'auteur à l'appui de son hypothèse, et l'absence de passage entre la neige et la glace, paraissent, indépendamment de plusieurs autres motifs, peu favorables à sa mamière de voir.

M. Rendu (3) a nommé glaciers réservoirs ceux des régions supérieures, où la température se maintient ordinairement au-dessous de zéro, et glaciers d'écoulement ceux qui descendent dans la région végétale, où la fusion s'opère pendant une partie de l'année, Leur ligne de séparation se trouverait à 9,000 pieds (2,923",55) d'altifude, La neige est la cause la plus efficace de l'accroissement des glaciers réservoirs, l'eau qui tombe dans la plaine Lombant le plus ordinairement à l'état de neige sur les hautes sommités, ou plutôt dans les vallées élevées. Lorsqu'il pleut dans ces régions , l'eau s'ÿ

(1) Sur la température des glaciers du Grindelwald et surcelle des torrents qui en sortent (Warmelehre der Inncren uñserer Erdkæspere, p. MT).

(2) Notice sur les glaciers , les moraines et les blocs erratiques des Alpes, in-8. Paris, Genève, 1840.

(3) Théorie des glaciers de lu Savoie, in-8, Chambéry, 1840.

(Extrait duvol, X des Méw, de la Soc. roy, acad. de la Savoie.) 1 ii

distinct des zones blanches ou bleues avec lesquelles il avait été jusqu'alors confondu, M, de Charpentier (1) n’admet cette stratification que pour les glaciers peu étendus, et il pense que sur Les bords des grands glaciers la stratification n'est qu'une fausse apparence, due au renversement des fragments de glace les uns sur les autres. Al n'y aurait aucun rapport non plus entre le fait signalé par M. Agassiz et la stratification tabulaire observée par M. Forbes, celte dernière résultant de petits flons de glace qui parcourent les névés dans des directions diverses ct en général très inclinées.

M. Godeffroy (2) attribue les bouleversements que l'on observe

inférieurs aux divisions par tranches parallèles et rlicales, formant des plans parallèles courbes dont la convexité est lournée en avant ou dans la direction de la pente du glacier, puis à un autre clivage qui divise toute la masse en tranches hori— zontales superposées, entre lesquelles sourdent les eaux. Ces deux systèmes de fentes se coupant à angle droit partagent tont le glacier en longues bandes prismatiques plus ou moins régulières ; et, d'après l'auteur, les pyramides et les aiguilles de glace ne seraient que des fragments de ces prismes rompus et soulevés par la pression sur cote masse devenue incohérente,

A la surface des glaciers, continue M. Godefroy, les blocs et les pierres sont disposés sur des bandes d'une glace plus foncée, et sillonnent les glaciers dans la direction de leur pente. Ces bandes sont parallèles et séparées par d'autres plus larges, d'une glace plus claire et sans débris. Les bandes noires sont celles qui suivent les bords des glaciers, et les veines noires sont celles de leur surface sédiane. L'auteur conclut, des rapports qu'il à cru trouver énire ces bandes et les moraines, que les bandes noires ne sont que des masses provenant directement des moraines qui les déversent et les reprennent périodiquement par l'effet des mouvements auxquels les grands glaciers sont sujets. Les veines noires formées dé pierres morainiques , comme les bandes latérales , et placées sur un large sillon de glace foncée , seraient d'anciennes bandes noires latérales de deux glaciers réunis et demeurés intacts pendant leur progression. 11 y aurait ainsi autant de veines noires, moins une, que de glaciers réunis dans la coulée commune, dL. Rendu (3) ap-

À) Héunion des savants italiens à Padoue. 1842. Notice sur les glaciers les moraënes , etc. K840, (3) Thcorte des glaciers de la Suvoic. 1840,

DÉS GLACIERS, 249 elles résulteraient de la destruction accidentelle des lignes de stra= tification qui existafent primitivement ; enfin ces différentes formes pourraient encore se trouver réunies dans le même glacier (1).

Les recherches suivies auxquelles les glaciers modernes ont donné ras remet lieu récemment ayant pour principal but de trouver un agent etde

capable d'expliquer le transport des blocs erratiques, on conçoit que les études ont dû se porter particulièrement sur les mouveinents mêmes des glaciers ; aussi trouverons-nous à cet égard une grande quantité d'observations et d'explications que nous exposerons, en suivant ; autant que possible, une marche chronologique,

M. R. Mallet à communiqué, en 1837, à la réunion de l'Association britannique, un Mémoire sur le mécanisme du mouvement des glaciers (2), travail dans lequel , après avoir établi l'insuffisance des hypothèses proposées par les auteurs, il attribue la cause du mouvement à la pression hydrostatique de l'eau accumulée entre la glace et Les roches qui forment son lit, et au-dessus desquelles le glacier flotterail pour ainsi dire à certains moments, Suivant lui, la fonte du glacier au contact du sol est indépendante des saisons, tandis que c'est l'inverse pour la surface extérieure et pour la neige ; aussi l'été n'y a-til pas d'obstacle à l'écoulement des eaux provenant de la fonte, tandis qu'il y en a en hiver, époque à laquelle l’eau de dessous ne peut plus s'écouler. Le glacier est alors soulevé jusqu'à ce qu'une nouvelle issue ayant été ouverte, les eaux s'écoulent de nou- Yeau, et le glacier descend dans la vallée sur une certaine étendue. Nous n'essayerons point de discuter les opinions de M. Mallet ; elles se trouveront naturellement réfutées par celles dont nons allons parler,

Si l'on remarque, dit M. Rendu (3), un point du glacier reconnaïssable par une erevasse, une pyramide ou un bloc de rocher à sa surface, et que l'on fixe la situation de ce point par une ligne qui aboutisse aux deux côtés de la vallée, on verra, au bout de quelques mois, que l'objet remarqué aura avancé vers le bas

(Q) Voyez, pour la teinte bleue de la neige ot le commencement de la formation du névé et de la glace dans les Vosges en 1846 : vol. HE, p. 536.

vol, DIT, 2 sér.,

Collomb (Zur, 2 sér., vol. I, p. 398. 18 4886). — Desor, Sur la structure des glaciers p.528. nou) (2) . À Meet. brit. Assoc. at Liverpool, vol. VI, p. 64 (Londres, 1838).

(3) héorie des glaciers de la Savoie, p. 22. 1840.