Identification des couches annuelles
Les échantillons prélevés À une profondeur de plus de 100 m sont formés de deux couches de couleurs différentes. La couche supérieure, d’environ 20 cm d'épaisseur, est claire (zone d’oxydation) et la couche inférieure est foncée (zone de réduction).
Le prélèvement de 15 échantillons à différentes profondeurs (8 à 130 m) n’a, en aucun cas, permis d'identifier des couches annuelles telles que les a décrites NIPKOW. On aperçoit des couches foncées, disposées à des distances très variables les unes des autres. K. HUMMEL (1923, p. 39) a remarqué que ces couches doivent correspondre à des développements de sulfobactéries.
Ni les examens microscopiques des carottes, ni les essais de coloration au bleu de méthylène (qui a la propriété de se fixer sur les cristaux de calcite), ni les essais de dissolution par Peau, analogues à ceux effectués par J. FAVRE (4935, p. 301), n’ont permis de mettre en évidence les couches annuelles.
Par contre, si l’on casse la carotte suivant un plan formant un angle aigu avec la verticale, il apparaît sur la section une structure en escalier dont chacune des marches représente une petite couche.
En supposant que l'épaisseur d’une petite couche corresponde à celle d’une couche annuelle, la valeur moyenne du dépôt annuel serait de 0,4 mm. (Ce serait l’épaisseur du dépôt annuel d’un sédiment qui s’est déposé 1l y a environ quatre siècles.)
2. Estimation du dépôt annuel grâce à la précipitation activée du carbonate de calcium sur la «Motte »
«La Motte» est un monticule immergé qui sépare longitudinalement le lac en deux parties d’égale largeur; le sommet de ce monticule est situé au deux tiers de sa longueur à partir de amont. Le point culminant se trouve à 8 à 9 m au-dessous du niveau moyen du lac.
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Les carottes prélevées au sommet de la « Motte» révèlent la présence de sédiments de deux types distincts et homogènes qui sont superposés. La couche supérieure est formée d’un sédiment à grains grossiers, très fortement carbonatés, la couche inférieure, d’un sédiment crayeux semblable à celui que l’on trouve dans les autres parties du lac. La délimitation entre les deux couches est très nette, l’épaisseur du sédiment à grains grossiers est de 16,0 + 0,5 cm.
a) Détermination de épaisseur moyenne du dépôt annuel du sédiment à grains grossiers (diamètre 0,5 à 0,02 mm)
La présence de ce sédiment à grains grossiers peut être expliquée par lune ou l’autre des deux hypothèses suivantes: 1° L'action des vagues sur le sommet de la «Motte» empêche le matériel fin de se déposer. Les courants entraînent les particules de petit diamètre dans des endroits plus profonds. L'action des vagues et des courants, en éliminant le matériel fin, contribue donc à diminuer lépaisseur du dépôt annuel.
2° Les particules, maintenues en suspension par l’action des vagues sur les sédiments, forment des centres de cristallisation. La présence de ces centres de cristallisation dans la région où précipite le carbonate de calcium, accroît la vitesse de cristallisation et favorise la formation de grosses particules. Il en résulte une précipitation activée de carbonate de calcium et un accroissement de l’épaisseur du dépôt annuel.
Le sédiment à grains grossiers est principalement formé de CO,Ca (91,6%). La seconde hypothèse semble donc la plus probable puisqu'elle explique d’un même coup la formation d’un sédiment grossier et la forte teneur en carbonate de calcium de ce sédiment.
Il s’agit maintenant de déterminer aussi bien la cause du changement de précipitation que l’époque à laquelle ce changement s’est produit. L’hypothèse la plus probable est que le changement est dû à une variation du niveau du lac. Les études de F. A. FOREL (1892, tome 2, p. 266) sur le lac Léman montrent que la limite de laction des vagues est à 8 à r0 m de profondeur. Cette valeur coïncide avec celle de la profondeur à laquelle le sédiment considéré a été prélevé. On conçoit dès lors facilement qu’un abaissement du niveau du lac de Neuchîtel ait diminué la distance entre le sommet de la « Motte» et la surface du lac et ait amené le sédiment dans la zone où les déplacements d’eau, dus à l’action des vagues, modifient la précipitation du CO, Ca.
En connaissant l’époque de ce changement de niveau du lac, il sera facile de calculer l’épaisseur du dépôt annuel du sédiment à grains grossiers. On déduit de la netteté de la délimitation entre les deux sédiments que le changement de niveau a dû se produire sur une période assez courte. Le sédiment à grains grossiers est homogène jusqu’en surface. On peut donc supposer que seul le dernier changement de niveau de Peau du lac ait produit la modification de la précipitation du CO,Ca. Dans l’histoire récente. la correction des eaux du Jura est le seul événement qui ait produit un abaissement définitif et rapide du niveau du lac. Cet important travail a abaissé le niveau moyen du lac de 2,7m, du premier janvier 1869 au 31 décembre 1888. Bien. que la correction s’étende sur une période de 20 ans, on peut admettre qu’à partir de 1879 le niveau du lac avait atteint sa cote actuelle. Le changement de sédimentation sur la « Motte» a eu lieu soit en 1878 soit en 1870.
Le calcul de lépaisseur du dépôt annuel est le suivant:
160mm OÙ SES HO de il
dépôt annuel — = 2,3 + 0,1 mm par année.
Le contrôle de l’épaisseur du dépôt annuel peut être effectué par une mesure directe qui nous a été proposée par M. E. WEGMANN. Il suffit de répandre à une date donnée une couche très mince de poussière de charbon sur la surface du sédiment. Cette opération a été effectuée le vendredi 30 juin 1950 en collaboration avec l’Inspectorat de la Chasse et de la Pêche du canton de Neuchîtel. 200 kg de poussières d’anthracite ont été répandus sur une surface de 100 m? autour du sommet de la « Motte».
Il sera donc possible, dans quelques années, de mesurer directement l’épaisseur du dépôt annuel et de vérifier le bien fondé de nos hypothèses.
b) Calcul de l'épaisseur moyenne du dépôt annuel du sédiment à grains fins
Si les hypothèses émises précédemment sont justifiées, il doit exister une relation entre l’épaisseur du sédiment à grains grossiers et celle du sédiment crayeux. Pour établir une correspondance entre ces deux valeurs, nous avons repris les idées émises par M. WELTEN (1944, p. 125). Cet auteur constate, dans une série d'échantillons extraits du Faulenseemoos, près de Spiez, que plus la concentration en argile est grande, plus l'épaisseur du dépôt annuel est petite. Il arrive à la conclusion que Pépaisseur du dépôt annuel dépend principalement de la quantité de carbonate de calcium qui est précipitée, l’argile n’étant que la substance accompagnante. Pour le lac
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de Neuchâtel, nous supposerons que la quantité annuelle de substance, autre que le carbonate de calcium, déposée par unité de surface, avant et après la correction des eaux du Jura est constante.
Le 91,6%, en poids de la substance composant la couche supérieure est formée de CO,Ca. Dans la couche inférieure de la carotte, la concentration en CO; Crestde 06739
En appelant 7, le volume, d, la densité du sédiment de la couche supérieure de la carotte, V, et d, les valeurs correspondantes pour la couche inférieure, on peut écrire:
(100— 91,6) 7% : di = (100 —:67,3) Por dr (x)
La valeur de 4, est voisine de celle de 4,. Il en résulte:
