CHAPITRE XX, Du refroidiâsement du globe à sa superficie

§ 119. Si le refroidieeemeat d^un corps ho* mogène et sphërique^ est régulier^ progressif et uniforme, la partie du centre sera la première à se reËroidir et à se dépouiller de tout excédant de chaleur. C'est là uni effet de la teu* dance que le calorique ainsi que les autres fluides a pour Fèquilihre , et de la force d^ affinité qui lègne entre ses parties et celles d^un corps auquel il est uni. A mesure que les parties de la superficie se refroidissent, les parties calorifères de Tintèrieur se portent Tcrs la superficie pour remplacer celles qui se sont évaporées, en sorte que la partie du centre est la première à se refroidir entièrement. Imaginons un ^obe échaufl% au Se de Réaumur^ et exposé à une température de aS: dans le premier instant, un degré de chaleur s' échappant de la superficie, se dispersera dans Tatmosphère , et les quatre degrés restans se distribueront dans la masse, de masière que la superficie participe également à cette distribution. La même chose arrivera dans le second instant, ainsi que dans les instans qui suivront successivement, jusques à ce que la

dernière infinitèsinie parcelle de chaleur corres-* pondante à la différence de la température atmosphérique ^ s'échappe de la sphère. Le point de cette sphère qui le premier se trouvera absolument privé de toute chaleur surabondante, sera le centre, et nous pouvons concevoir le calorique comme un fluide qui partant du centre , se dirige vers la superficie. Il suit de là, que la superficie est la première à perdre , mais ses pertes sont aussitôt réparées du moins en partie, par la chaleur qui lui vient de Tintérieur. U n*en est pas de même du centre; Iorsqu*il a perdu la dernière parcelle de chaleur, il n'en reçoit plus , et par conséquent on doit le considérer comme la partie de la sphère qui est réellement la première à se refroidir ou à se mettre eu équilibre de température avec Tatmosphère.

§ 120. Ce que nous venons de dire est confirmé par Tanalogie qui existe entre le calorique et les fluides. Si Ton expose une sphère humide^ par exemple , de terre pétrie avec de Feau , à une dessication régulière, les parties les plus centrales seront les premières à sécher. Noos avons en minéralogie , quelques produits qui présentent des phénomènes qu'on explique aisément par le même principe. On connoît ces sphéroïdes comprimés de fer argileux d'Aberlady, en Ecosse, et qui ont été décrits par Hutton. Si Ton les scie de manière que le plan de la

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section passe par le grand cercle, on y verra des fissures formées par le resserrement de la matière lors de la cousolidatiou du corps. Ces figures (I) étant larges vers le centre et se rétrécissant vers ta superficie à laquelle le plus souvent elles n'arrivent pas (^) , démontrent que b parties les plus centrales ont été les premières à sécher , et que c^est par conséquent du centre qacst partie Faètion' de la cause qui a produit la séparation des parties. Le même phénomène w fait encore remarquer dans plusieurs agates oibicidaires et dans quelques-unes de ces pierres ccDDaes des lithologues sous T ancienne dénomi- Dation de ludus Helmontii. Hutton a été d*un iTb diffibrent ; il a pensé que dans les agates , la consolidation a comibencé par la superficie m 8c dirigeant vers le centre : il se fonde sur Tobservation que les couches extérieures font impression sur les enveloppes internes , et qu'on îe voit jamais d'exemple du contraire. Si les igates mentionnées par Hutton (5) se sont trouvées

(I) Comme ce* fentet divisent la masse interne du sph^roï|ie ndÎTcrse» parties, on a donné à ces piçrrcs le nom de septaria.

(a) Les fentes dont U est question , n'arrivent à la superficie, |ùe lonque cette superficie a commencé à se décomposer.

(3) On observe que Hutton parle des agates renfermées dans s ràstone , roche analogue au basalte , et à laquelle il attribue w origine ignée. Alors il n'y aurait rien de surprenant que U oniolidation eut commencé à la superficie. Les énhydres 4m ^ndn pourraient bien avoir la même origine.

lors de leur fonnatton dans les circonstances doot nous parlerons au § suivant ^ nous n^avons point d^objection à lui faire ; mais abstraction faite de ces circonstances ^ il nous semble beaucoup plus plausible de considérer la consolidation de corps semblables comme procédant du centre à la circonférence. La position qu'ont prise les couches les plus centrales de ces corps ^ lorsqu^dlcs ont sée\ié, a dû déterminer celle des couches plus 'externes , qui étant encore molles , se sont moulées sur les prej[nières.

§ 121. Que si le dessèchement ou le refroidissement est produit par une cause extrinsèque qui agisse avec intensité et rapidité^ il est vraisemblable qu^il commencera à la superficie^ parce' que dans ce cas, la cause qui le produit, pourra^ agir avec une telle promptitude que les parties de la superficie seront dépouillées de leur humi-dite ou de leur chaleur, avant que Thumidité ou la chaleur de la masse interne puisse se mettre en équilibre^ et en se répandant également, arriver à la superficie. C'est ainsi qu*une masse de pâte humide exposée à la chaleur ambiante d^un four, se dessèche et se consolide dans sa croûte extérieure, tandis qu'elle conserve encore pendant quelque temps dans les parties internes, la mollesse et Thumidité. Le même effet s'opère en grand dans les laves qui sortant fluides des volcans, sont à peine en contact avec l'atmosphère.

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|D*elle8 ee consoUdebt dans leur saperficie aà K>int de ponTOÎr dupporter le poids d^iin homme ^ aadk qu*elle§ sont encore fluides dans leur in-« émur , et retienneat la chaleur pendant quel* ]ue9 anoées.

§ 12a. Quoique le refroidissement de notre globe n'hait point été Teffet d*une cause extérieure oa étrangère qui en ait absorbé le calorique ^ il eu néanmoins naturel de penser que le développement des ga£ et des vapeurs^ unique cause' de son refroidissement^ a été empêché ou du moins retardé dans les parties les plus internes^ par la compression , par le poids et la résistance de la masse , et que par conséquent le dévelop-* pcment des gaz et des vapeurs a dû être beau* coij^ pins considérable et beaul^oup plus prompt dans les parties plus voisines de la superficie; d'où il suit qu'il paroît très-probable que c'est à h superficie qu'a commencé le refroidissement.

§ 123. Lorsque la croûte externe commença à se consolider dans quelques«-uns de ses points, eDe dut cesser de former un tout avec les par«* ûes plus internes encore molles, et qui en se consolidant de leur côté à une époque différente, « trouvaient nécessairement séparées des pre*mières. Cette séparation aura été d'autant plus •ensible, que la différence du temps aura été considérable. Si lorsque la consolidation s'est pro* pgée dans la seconde couche , la première était

ig% INSTITUTIONS GEOLOGIQUES.

<l£jà entièrmnent oonsolulèé, il y aura deux couches réellement séparées Tune de Fautce: mais si le progrès de la consolidation a été rapide.^ et s^est. communiqué à la seconde coiache avant que la première ait été tout à fait consolidée ^ alors la séparation sera moins sensible. Il faut en dire de même des autres couches plus internes. La séparation entre deux couches contigues consistera donc en ce que les parties qui composent une couche , auront entr^elles une force de cohésion beaucoup plus grande que celle qui existeca entre une couche et une autre couche; d^où rèr «nltera dans la masse une tendance à se diviser dans là direction de ces . couches.

g 124. Dans une sphère d*un très-grand volume ^ telle qu'ek celle de la terre dont la superficie a été évaluée à a 5^ 772,900 lieues carrées^ laJieue de 2283 toises, il n'était pas possible que le progrès de la consolidation fût uniforme sur tous les points de la superficie. En efiet, les parties d'une pareille sphère ^ étant d'une nature très-différente ^ le refroidissement produit par l'absorption du calorique dans la production des gaz ^ ne. pouvait pas procéder régulièrement : il devait donc y avoir des anomalies et. des «irrégularités capables d'empêcher .que la distinctioix des couches ne fût par tout la < même. Ce n'^est pas que cette distinction n'existe . réellement ^ mais elle sera plus ou moins sensible ^ et ^ en

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gènteftl , il 8era ûidle de la reconoottre lorsque la décomposition commençant i attaquer ces masses , on pourra voir quelles sont les lignes qui oflârent une moindre résistance à son action ^ et snr lesquelles cette action fait des progrès pins faciles et plus rapides.

% ia5* U y a lieu de croire que dans Thy* pothèse que nous ayons proposée^ on peut au moins avec une sorte de probabilité, rendre r»on de l'origine de la stratification aussi di- Tcrsîfièe que difficile i expliquer , des roches prumtires. On observe quelque fois dans ces Toches, une structure stratifiée, tandis qu*on y remarque d^autres fois des masses unifoimes et dTune grandeur démesurée , comme celles que Humboldt appelle couches de porphyre du Mexique et du Pérou, qui sont de la hauteur de 1600 à aooo toises ( Tableau des' régu>ns iqua^ tariales , pag. ia8 ). Les géologues les plus décidés en faveur de la stratification des roches primitives, avouent qu*il y en a d^autres dont la stratification est extrêmement rare et même inconnue ( Yoy. le JIfémoire de Borhowshi sur les diverses structures de la terre dt après la théorie de Wemer ) : mais nous aurons occasion de revenir snr cet objet : je me borne pour le moment à observer que dans les roches primitives, les coïK^es , quand il y en a , sont généralement verticales ou fort inclinées, ce qui démontré qu*à

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Tépoque de leur focmatiott et lorsqa'eUes étaient encore dans Tètat de moUesse, il y avait une force dont Faction tendait à les soulever. Or je ne vois pas de force plus propre à produire cet eflfet que le développement copieux des gaz.

§ ia6. Dans Thypothèse qui admet rirrègula^ rite du refroidissement de la superficie terrestre^ il est facile de rendre raison de Topinion de ces mathématiciens qui prétendent que notr^ globe n'est point un solide régulier, et que se^ deux hémisphères sont différemment aplatis. Si la terre était un solide régulier et formé par li^ révolution d'une ellipse sur son petit axe , oq devrait observer une uniformité constante dan^ la variation de la longitude des degrés du mérii dieu, et ces degrés seraient nécessairement égaux dans les deux hémisphères, toutes les fois qu'ils s'agirait de la même latitude. Or le degré di| méridien observé par La-Caille au Gap de Bonnci Espérance , à la latitude australe de 33^ 1 8\ es^ de 57070 toises , c'est-à-dire, presque égal à cen lui de Paris à la latitude boréale de 49^ 9^3', lequel est de 57094 toises, et par conséquent plus grand que celui de la Pensilvanie à la latitude boréale de 39^ i%% qu'on a reconnu être de 56888 toisesj Ces irrégularités dans la mesure des degrés di^ méridien ont donné lieu à plusieurs de penser que la terre n'est point un solide régulier et dq révolution; que ses deux hémisphères ne aon^

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point èganx dans ]es deux parties de Téquatéur; et que le pôle mëridioiial est plus aplati que le pôle septentrional. Certainement on pourrait alléger bien des motifs qui autoriseraient à croire (|ne ces irrégularités qu^ofirent les mesures prises, procèdent de quelque erreur dans les observations ou de Timperfection des instrumens; cependant si Ton voulait admettre cette difflbrence ratre les deux hémisphères du globe , ce serait an phénomène bien facile à expliquer. Lorsque le globe était encore dans Fétat de fluidité ou le mollesse , le mouvement de rotation donna lans doQte à la masse la forme sphéroldale; Buis cette masse venant à se consolider ^ dut tobir dans sa forme quelques irrégularités par-^ ^es , TU que le refroidissement de la superficie ^ put être progressif) ni uniforme, et que Tirr^arité du développement des gaz modifiait nécessairement d^une manière inégide la super* ide terrestre. Il ne serait donc pas bien extraor* iinaire qu'une partie de la superficie eût pris ^ configuration un peu difiikrénte de celle que itérait la partie correspondante ; et il y a lieu ^ présumer que dans la consolidation du globe, <^e géométrique ne fût pas observé avec cette 'i^ion qui se fait remarquer dans les petites 'litallisations régulières, quoique dans celles-ci '^e on observe souvent tant de déviations f F^'il est qnelqiiefois assez diflBicile de les^^ sou*« ^ttre à un calcul rigoureux*

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g 127. Si le pôle méridional est plus aplati que le pôle septentrional, les eaux par leur tendance à réquilibre, auront dû s'étendre beaucoup plus sur les terres australes , ce qui peut servir à rendre raison de l'inégale distribution des terres et des mers. En effet, la superficie terrestre qui n'est point couverte par les eaux, s'étend beaucoup plus vers le nord que vers le sud , ce qui a donné lieu à plusieurs de supposer Texistence d'un grand continent austral capable de contre-balancer la masse terrestre située dans l'hémisphère boréal. Les vopges de Cook ont prouvé que cette opinion est chimérique; puisque la mer se prolonge Jusqu'au 70/ degré de latitude-sud, et qu'en supposant l'existence de quelque continent au voisinage du pôle austral, ce continent ne pourrait changer d'une manière sensible la proportion qui doit régner entre les deux hémisphères. Si à raison d'un plus grand aplatissement du pôle-sud, la mer a pris de ce côté beaucoup plus d'étendue, il est très-probable qu'elle y a moins de profondeur que dans Fhémisphère boréal , et qi^ par conséquent les couches terrestres sous-marines du sud contre-balancent les couches du nord plus élevées, mais environnées de plus grandes profondeurs.

§ 128. Quelques cas rares exceptés, on re^ marque en général que les corps qui se consolident par le refroidissement, se réduisent à un

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«oiadre Yolume. Le contraire arrive dane le refiroidttsement de Feau^ soit comme le prèten* deoit qudqaes physiciens à cause du développe* nent de Tair qui y est renfermé; soit ainsi que le pense Mairan , à cause du mouvement plus ou moins rapide qui en agite les molécules^ penr* dint qa*elies se réunissent ; mouvement qui fait fie ces molécules s^accrochent réciproquement et s'entrelacent de diverses manières^ laissant eBtr*elles de petits vides ; soit enfin à cause de k aoavelle position que prennent les parcelles aqueuses en se cristallisant. ïéaumur a encore obsenè que le fer acquiert queliquefois un plus grand volume par le refroidissement qui succède à la fusion. Enfin Targile échaufflbe se resserre en perdant Veau qu^elle contenait^ et lorsqu'elle rient à se refroidir^ elle retient le même volume^ connue nous le voyons dans le pyromètre de Vegdwood. Cependant ces phénomènes dépendant ^ (pielqnes circonstances particulières ^ comme d'un changement qui intervient dans la constitution physique de plusieurs corps ou d'une oonTeUe disposition de leurs parties ^ ne détrui- Knt point la règle générale. Ainsi nous pouvons ^lir en principe^ qu^n comme la chaleur di« kte tons les corps, de même ces corps, lorsqu'ils ^ consolident , sont réduits à un moindre vo- ^t par leur

198 IN8TITUTIOV8 GÉOLOGIQUES.

§ 129. Concevons donc une maose rendui fluide par la force du feu qui e^est introdui parmi ses parties. La couche la plus mince d< sa superficie qui est la première à se consolider, doit en se restreignant , comprimer lea partie de la masse immédiatement posées au-dessoui d^elle et encore molles : cette compression - 0*ac croîtra par la consolidation au moins commencée de la seconde couche^ et il en sera de méuM par rapport à la troisième, etc.; tant que la masse encore molle pourra céder à ces compressionc répétées^ elle se restreindra à un moindre volume; mais lorsque la compression dépassera cette limite ^ la résistance sera telle qu^elle soulèvera et brisera les couches qui compriment la masse ia^ terne. Cependant les vapeurs et les gaz feront leurs efforts pour arriver à la superficie , animés par leur élasticité et poussés par les courans in^ férieurs qui se développent; s^ils peuvent parvenir jusqu^à cette superficie , ils en briseront la croûte pour se mettre en liberté; et les couches superficielles, malgré leur consolidation, oppo* sant à la force des vapeurs et des gaz une moindre résistance, seront soulevées et brisées. Ces conjectures relatives au réfroidiisement pri«« mitif de la superficie terrestre , déduites des faits que nous voyons se .succéder, dans la fusion de beaucoup de substances , peuvent nous conduire à trouver la solution de plusieurs phénomènes géologiques.

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