II. — Travaux dans le laboratoire

En abordant les travaux de laboratoire, nous retrouvons, mieux caractérisées, les trois divisions, que nous avons indiquées dès le début : observation, expérimentation, interprétation. Ici, nous entrons un peu plus dans le vif des méthodes réellement propres à la géologie ; il y a donc lieu de donner quelques détails plus circonstanciés, au risque d'aborder, par instants, latechnique professionnelle, dont les principes, tout au moins, peuvent intéresser les non-spécialistes, ou d'empiéter sur l'objet propre des chapitres suivants.

A) Observation. Préparation et détermination des échantillons. — L'observation dans le laboratoire des échantillons recueillis, ou des prises d'essai effectuées continue et achève le premier travail commencé sur le terrain en vue de la reconnaissance précise de ces échantillons et de leurs relations entre eux ou avec la roche encaissante. On se propose de faire rentrer chacun d'eux dans une catégorie connue, dont il peut même servir à éclaircir et préciser la nature, ou, si la détermination prouve qu'il s'agit d'une espèce, d'un groupement nouveaux, de caractériser ceux-ci, afm qu'ils puissent, à leur tour, servir de termes de comparaison pour d'autres études.

Cette détermination se fait, suivant les cas, par l'histoire naturelle c'est-à-dire l'histologie, par la physique (optique, etc.), ou par la chimie.

Le premier point est d'isoler les individus dans un groupement et de reconnaître leur position dans le milieu, le second de caractériser les individus.

L'isolement des individus, très simple quand ceux-ci sont volumineux comme des fossiles ou des minéraux visibles à l'œil et ne demandant alors que des préparations de pure technique (par exemple, pour dissoudre la gangue calcaire d'un fossile dans de l'acide chlorhydrique dilué, pour prendre un moulage au moyen de plâtre non calcaire, qu'on isole ensuite par traitement acide, pour conserver des pièces pyriteuses ou des tissus fragiles, etc.), peut, au contraire, exiger des procédés délicats et subtils, quand il s'agit d'éléments très petits ou microscopiques.

On utilise alors* : soit les procédés optiques (examen à la loupe, au microscope, etc.); soit d'autres modes de séparation physique, fondés sur les propriétés magnétiques, la densité, etc. ; soit enfin les réactions

1 Voir chapitre v, pages 131 et suiv.

CMAl'. I — MÉTHODES GBiNÉRALES —TRAVAUX DANS LE LABORATOIRE 27

chimiques, qui, en attaquant inégalement les éléments divers d'un même groupe, mettent lun ou l'autre d'entre eux en évidence. Ces trois types de procédés opératoires peuvent naturellement être combinés entre eux : c'est-à-dire qu'on fera souvent précéder l'examen à la loupe ou au microscope d'une préparation mécanique ou magnétique, ou encore d'une attaque à l'acide hydrofluosilicique.

Je reviendrai, sur ces divers points, dans le chapitre spécial, où nous aurons à envisager la méthode de recherche employée en minéralogie ou en pétrographie et j'indiquerai, à ce propos, la façon dont on peut utiliser les procédés optiques pour reconnaître, non seulement la nature des minéraux constituants d'une roche cristalline, mais Tordre dans lequel ils se sont consolidés, le milieu où ils étaient dissous, la température même à laquelle s'est faite leur cristallisation, etc., etc.

B) ExpÉRiMENTÀTiox. — Malgré les efforts de maîtres éminents, tels que Daubrée, si on laisse de côté les synthèses de minéraux et de roches, où les résultats obtenus ont été considérables, l'expérimentation proprement dite, c'est-à-dire révocation artificielle et voulue d'un phénomène naturel dans des conditions prévues, ne joue et ne peut jouer en géologie qu'un rôle restreint, surtout si on le compare avec la place prépondérante qu'occupe un semblable mode de recherches en physique ou en chimie. Il n'y a même pas bien longtemps que la plupart des savants niaient absolument l'utilité de la méthode expérimentale en géologie.

Pour expérimenter, le physicien et le chimiste ont, en effet, un moyen bien simple ; avec quelque ingéniosité, ils peuvent arriver à faire naître, dans leur laboratoire, si extraordinaires que paraissent d'abord ses dimensions ou son intensité, le phénomène lui-même, qu'ils veulent étudier; ce phénomène, diminué seulement d'intensité, réduit à une de ses fractions même la plus minime, ne change pas. C'est ainsi que l'on a pu mesurer dans une chambre la vitesse de propagation des ondes lumineuses et électriques, qui est de 300.000 kilomètres par seconde; mais, pendant l'instant où elle a traversé cette chambre, la lumière était exactement la même que pendant les 32.000 ans qu'elle met à parcourir la longueur de la voie lactée.

11 est très rare que le géologue puisse opérer ainsi ; cela se produit, il est vrai, approximativement dans quelques cas, sur lesquels j'insisterai plus tard et dont les principaux, les plus instructifs, auxquels je viens déjà de faire allusion, sont les synthèses de minéraux et de roches, puis, à l'état de réduction ou d'image, les déformations et les fractures de corps solides, les dépôts par alluvionnement ou par précipitation

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chimique, etc. Mais, le plus souvent, les dimensions et les durées, sur lesquelles ont porté les phénomènes réels de la géologie, sont telles que nos reproductions en petit, si ingénieuses qu'elles puissent être, ressemblent à des jouets d'enfants. Quand on a étudié les déformations du globe terrestre sur un ballon gonflé enduit de cire fondue, qu'on laissait se plisser dans le dégonflement, ou les plissements des chaînes de montagnes sur un empilement de lames flexibles tordues, ou la formation d'un filon métallifère sur un bloc fissuré, où s'insinuait une dissolution quelconque, comme lorsqu'on a reproduit le système du monde en faisant tourner dans un bassin des gouttes d'huile de lin, on n'a pu donner qu'une représentation grossière, parfois presque caricaturale, des phénomènes et non prouver réellement les hypothèses faites, comme cela a lieu dans une bonne expérience de physique.

On se rend même compte aisément que de légères modifications, sans importance théorique appréciable, dans les conditions de l'expérience peuvent amener à des conclusions opposées, et qu'il est souvent facile de reproduire le même fait par deux procédés contradictoires : ce qui conduite envisager avec quelque scepticisme les démonstrations par la géologie expérimentale fit à ne les utiliser qu'avec une extrême circonspection. Tout au moins est-il indispensable qu'elles s'appuient sur de très fortes, très sérieuses observations dans la nature et leur servent seulement de confirmation.

La véritable méthode expérimentale en géologie est un peu du même genre que celle dont on use dans la science mère, dont la géologie n'est qu'une branche, en astronomie. L'astronome ne fait pas venir Jupiter ou Saturne en un point du ciel à l'instant qui lui convient; mais, de ses observations, il conclut qu'ils arriveront à tel instant en tel point, et l'expérience consiste à vérifier cette prévision.

De même, le géologue n'essayera pas de reproduire la chaîne des Alpes ou le filon argentifère du Comstock ; mais, en multipliant ses observations sur des chaînes de montagne ou des filons connus, il vise à prévoir ce qui existe en d'autres chaînes ou d'autres filons, qui lui sont inconnus. Si, abordant ensuite ces points nouveaux, il trouve son résultat confirmé, il peut inscrire une expérience favorable à l'appui de sa théorie.

l» Expérimentalion par la prévision et la vérification d'un fait naturel inconnu. — Je citerai seulement quelques exemples simples de cette méthode propre aux sciences naturelles, avant de passer à l'expérimentation proprement dite.

Rappelons d'abord le principe élémentaire de continuité, qui per-

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met, ayant reconnu en sept ou huit points, sur un même cercle de 3 ou 4 kilomètres de diamètre, la présence d'un même massif granitique sans accidents ni filons, d'en conclure la présence probable du granité également à son centre. Si on ne l'y rencontre pas, on aura la preuve d'un phénomène anormal intéressant à étudier.

De même, si, ayant relevé les coupes de plusieurs vallées, qui traversent un plateau, on les a trouvées toutes concordantes, la coupe d'une vallée intermédiaire devra être semblable et l'expérience consistera à aller vérifier cette présomption.

De même, si, ayant déterminé les épaisseurs et l'ordre de superposition des divers terrains dans une région, on en conclut, comme cela se passe journellement dans les recherches de mines ou les forages artésiens, que telle couche doit se trouver à telle profondeur et si un forage ultérieur la recoupe au niveau prévu.

De même, si, d'après les lois relatives aux modifications superficielles des gîtes métallifères, on annonce et l'on vérifie qu'à tant de mètres un amas de calamine se transformera en mouches de blende, ou un filon à or natif en une pyrite aurifère, etc., etc.

Il serait facile de multiplier ces exemples. Toutes les applications pratiques de la géologie, dont j'ai parlé ailleurs, ne sont, à vrai dire, qu'une expérimentation courante des lois hypothétiques, formulées provisoirement par la science géologique : expérimentation, à la suite de laquelle telle est confirmée, telle autre disparaît.

Un autre mode d'expérimentation, qui rentre, jusqu'à un certain point, dans le précédent, consiste à examiner des minéraux fournis par des phénomènes accidentels connus et, en les comparant à des minéraux cristallisés, dont l'âge doit remonter à des époques primitives du globe, à en conclure le mode de formation de ces derniers : mode de formation d'autant plus probable qu'un plus grand nombre d'observations concordantes viennent se superposer. On a fait, dans cet ordre d'idées, des remarques intéressantes sur des monnaies de bronze romaines ou des tuyaux de plomb, restés pendant quinze ou vingt siècles en contact avec des eaux thermales à très faible minéralisation et transformés néanmoins, par celles-ci, en minerais cristallisés analogues à ceux des filons, ou encore sur des minéraux de roches éruptives, développés dans les parois et les creusets de hauts fourneaux après une action prolongée à haute température, dans des conditions de pression qu'il serait difficile de réaliser au laboratoire.

Enfin, l'expérimentation physique en géologie se rattache souvent, elle aussi, à ce premier système. Je citerai, comme exemples, les mesures de la densité de la Terre par les méthodes de Cavendish et de

Cornu, celles de la composante magnétique ou de l'attraction en divers points de la Terre, les observations thermométriques ou barométriques à des hauteurs et profondeurs inégales, la détermination de la température d'une roche volcanique ou d'une fumerolle, la mesure des éléments du sphéroïde terrestre (arc de méridien sous des latitudes variables, etc.).

Dans tous ces cas, où le physicien apporte son concours actif au géologue, une série de premières mesures, relatives à certains caractères de notre globe, ont commencé par être coordonnées en des lois hypothétiques, que vérifient les expériences ultérieures, sans qu'il y ait, à proprement parler, création par l'opérateur du phénomène à observer. Cependant, lorsqu'on prend, dans les expériences de Cornu et Baille sur la densité de la Terre, des sphères de cuivre portées par un bras de levier suspendu en son centre et que l'on constate la déviation de ce bras de levier par d'autres sphères métalliques S il y a bien expérimentation au sens ordinaire du mot.

â"' Expérimentation proprement dite. — L'expérimentation proprement dite, que John Herschel qualifiait d'observation active par opposition à l'observation passive, donne surtout des résultats concluants en géologie, quand le géologue fait acte de chimiste, ou que le chimiste vient en aide à la géologie. Il y a lieu d'attacher, dans cet ordre d'idées, une importance prépondérante aux synthèses de minéraux et de roches, qui sont une des gloires et, on peut le dire aussi, une des spécialités de l'école française, représentée parla tradition continue des Gay-Lufc;sac, Berthier, Ebelmen, Sénarmont, Durocher, Daubrée, Sainte- Claire Deville, Fouqué et Michel Lévy, Moissan, etc^.

a) Méthodes de synthèse des minéraux et des roches. — Dans la première partie de ses Etudes synthétiques de géologie expérimentale^, Uaubrée proteste très justement contre ces théories préconçues, qui veulent introduire partout le mystère dans les phénomènes terrestres et pour lesquelles il y a incompatibilité entre les procédés de nos laboratoires et les procédés de la nature. Les synthèses de tant de minéraux, quartz, feldspaths, silicates divers, appartenant aux roches éruptives et aux fdons, celles des roches éruptives ellesmêmes, basaltes, andésites, labradorites, ophites, etc., reproduites de toutes pièces par Fouqué et Michel Lévy, ont, depuis longtemps,