Voir pages 157 et

i. Page 656.

632 LA SCIENCli GÉOLOGIQUE

abondamment dans les parties les plus élevées et les plus volatiles, telles que les protubérances, de môme qu'il caractérise la majeure partie des étoiles brillantes, blanches etbleuesSet des étoiles temporaires. L'oxygène n'apparaît pas, d'ordinaire, dans les astres incandescents, ou n'y est pas reconnaissable : soit qu'il fasse réellement défaul et que la Terre représente ainsi un cas particulier, ayant précisément permis le développement de la vie ; soit, ce qui est bien plus probable, que ce métalloïde se trouve, au-dessous de la chromosphère, dans la photosphère incandescente, dont émane seulement un spectre continu, que nous ne pouvons chimiquement analysera

Cette comparaison avec le Soleil nous conduirait ainsi à placer l'hydrogène originel dans une zone encore plus excentrique que l'oxygène. L'hélium, qui accompagne l'hydrogène dans le Soleil, pourrait avoir été associé avec lui sur la Terre, bien que, jusqu'ici, la géologie n'apporte aucune confirmation de cette induction.

Parmi les éléments secondaires de l'atmosphère, il en est un, qui présente déjà un genre de difficultés, auquel nous devions nous attendre et que nous retrouverons tout à l'heure pour un autre groupe de métalloïdes (chlore, soufre et phosphore) : c'est le carbone.

Le carbone est en très faibles quantités dans l'air : soit à l'état d'acide carbonique (0,01 p. 100) ; soit, comme l'a montré récemment M. A. Gautier, à l'état de carbure d'hydrogène. Même en ajoutant à ce carbone de l'air tout celui qui est fixé dans le monde organique et que l'on peut imaginer emprunté originellement à l'air, on reste encore dans des chiffres très faibles, puisque tous ces éléments organiques, supposés répartis uniformément sur la Terre, y constitueraient évidemment une imperceptible pellicule. D'autre part, la composition moyenne des roches cristallines accuse une teneur sensible de carbone (près de 0,2p. 100)^, grâce à laquelle ont pu se former, dans la destruction de ces roches et la sédimentation de leurs débris partiellement dissous, les terrains calcaires; et, sans parler des gîtes pétrolifères, que nous supposons plutôt d'origine organique, l'on constate, sous bien des formes, dans les régions volcaniques, le dégagement de carbone interne, à l'état

1. Plus une étoile est brillante et, par conséquent, chaude, plus, d'après sir Norman LocKYER, son spectre se simplifie et tend à se réduire à celui de l'hydrogène.

2. RowLAND a reconnu, dans le Soleil, la présence de trois métalloïdes ; oxygène, carbone et silicium, dont le rôle parait être très subordonné. Les raies de l'oxygène se trouvent, naturellement, introduites dans le spectre solaire par la traversée de l'atmosphère ; mais leur origine surtout tellurique paraît bien prouvée par leur disparition progressive, dans les observations faites à de hautes altitudes.

3. M. A. Gadtier (C. R., 1901) a récemment contribué à mettre en évidence cette proportion de carbone dans des roches, où ce métalloïde ne parait pas avoir été introduit par une altération superficielle récente.

CIIAP. XV. — DISTRIBUTION GÉOLOGIQUE DES lÎLÉMENTS CHIMIQUES 638

notamment de carbure d'hydrogène plus ou moins brûlé en acide carbonique. On peut donc se demander— et c'est un grand sujet de discussion entre les géologues — s'il faut placer le carbone primitif dans l'atmosphère* et admettre alors que le monde minéral l'a puisé ensuite dans les roches profondes par lintermédiaire ordinaire de la vie, ou si le Carbone est, au contraire, un élément originellement profond, apporté par des émanations à la surface et recueilli là par les organismes. Les deux hypothèses peuvent être l'une et l'autre soutenues par d'excellents arguments et la position initiale du carbone demeure contestable. 11 est certain qu'il y a eu, dès l'origine, du carbone emprisonné dans l'écorce silicatée, mais comme il y a eu aussi de l'o.Kygène. D'autre part, on peut remarquer que la présence du carbone en cyanogène ou en oxyde de carbone joue un grand rôle dans la composition des comètes et que les hydrocarbures abondent dans les queues des comètes en milieu non oxydé, dans des conditions périphériques.

Au-dessous de 1 atmosphère viennent les mers^ essentiellement formées par la combinaison de l'hydrogène et de l'oxygène, mais, en outre, chimiquement enrichies par tous les principes solubles, que peut présenter l'écorce terrestre et qui, un jour ou l'autre, après un ou plusieurs circuits plus ou moins longs, finissent toujours par y être apportés à la faveur du ruissellement, comme dans un égout universel-.

Celte composition de l'eau de mer présente donc une difficulté analogue à celle que nous venons de trouver pour le carbone : difficulté tenant à ce que les éléments dont la mer est formée se retrouvent, aux proportions près, dans les roches ignées et que les plus importants d'entre eux dominent également dans les émanations volcaniques actuelles, ou ont dû dominer dans les venues hydrothermales métallifères, attribuables à des émanations volcaniques anciennes. Le problème se pose de la façon suivante. Etant donné que les mêmes cléments, les mêmes groupes d'éléments se rencontrent ainsi dans des conditions très diverses et sont tous, en raison même de leur solubilité, susceptibles de subir des remises en mouvement nombreuses, à quelle phase de leurs cycles sont-ils, quand nous les rencontrons dans l'eau de mer ? Y ont-ils préexisté dès le début (là ou

1. On sait qu'à la température de l'arc électrique, le graphite devient gazeux.

2. Ainsi qu'il était facile de s'y attendre, on trouve un peu de tout dans leau de

Journ.. New-York. 1898).

D'après Liversidge, il n'y aurait pas moins de 37 milliards d'or dans la mer; d'après Mû.NâTEH, il y en aurait 6.

dans l'atmosphère) pour aider ensuite à la constitution des matériaux solides; ont-ils été empruntés à ces derniers; ou viennent-ils d'une zone plus profonde encore ? Afin d'arriver à une solution rationnelle, il y a lieu, ce me semble, de distinguer, tout d'abord, ces éléments de l'eau de mer en deux groupes :

1° Les métaux, qui, après le sodium, le potassium, le calcium et le magnésium dominants, comprennent à peu près toute la série chimique, jusqu'au zinc ou à l'or;

Si" Les métallo'ides : chlore, soufre, iode, brome, fluor, bore, phosphore, etc.

Pour les métaux, la réponse à la question précédente ne me paraît guère douteuse. Ces métaux sont les mômes que ceux de l'écorce, simplement classés d'après leur solubilité : d'abord le sodium, qui tend toujours à dominer dans une eau mise en contact avec des roches fedspathiques, comme on l'observe pour beaucoup de nos eaux minérales * ; puis le potassium; ensuite les substances alcalino-terreuses, calcium et magnésium, et, seulement à l'état de traces, les autres métaux, qui forment des sels peu solublesou aisément reprécipites par les actions oxydantes, métaux d'ailleurs relativement très rares déjà dans l'écorce. Pour expliquer semblable coïncidence, une lixiviation de ces roches paraît beaucoup plus logique à admettre que la présence à l'état de vapeurs, dans 1 atmosphère incandescente primitive, des mêmes métaux, qui un peu plus bas formaient l'écorce, bien que cette volatilisation ait pu intervenir accessoirement et contribuer, pour une part problématique, dans la composition actuelle.

La question des métalloïdes est plus obscure. Le chlore domine de beaucoup (en chlorures) ; puis vient le soufre (en sulfates) ; accessoirement on a la plupart des autres métalloïdes, dont quelques-uns, comme l'iode, le brome, le phosphore, l'azote ouïe carbone, n'apparaissent guère que lorsque- les organismes ont réussi à les fixer et dont d'autres, tel que le bore, ne se manifestent bien qu'après les évaporations naturelles ou artificielles, dont résultent les gîtes salins géologiques, ou les eaux mères de nos salines.

Il est remarquable que le chlore et le soufre, qui dominent dans la mer, soient également, avec le carbone et, accessoirement, le bore, les éléments caractéristiques duvolcanismc; ce sont aussi des éléments tout à fait constants dans toute la série des phénomènes internes, où nous croyons reconnaître la trace de fumerolles dégagées en profondeur par les roches ignées anciennes : groupe des minéraux associés aux roches

1. Voir L. De Launay, Traité des Eaux thermo-minérales, page 92.

granuliliques acides, où domine l'influence du chlore, du fluor, et plus accessoirement, du bore et du phosphore; ségrégations, presque toujours sulfurées, des roches basiques ; nombreux minéraux contenant des inclusions de chlorure ou d'acide carbonique ; enfln filons concrélionnés métallifères, dont les uns se sont manifeslomcnt formés sous l'influence du chlore et du fluor, au moyen desquels on reproduit tous leurs minéraux, dont les autres sont encore associés au soufre, et dont les derniers ont pu se déposer en présence de l'acide carbonique liquide ou des carbonates alcalins sous pression. L'analogie des fumerolles volcaniques avec les autres phénomènes anciens, que je viens dénumérer, rend très vraisemblable l'identité d'origine des deux phcnomcnos, qui est généralement admise aujourd'hui. Mais, d'autre part, la similitude entre les produits volcaniques et les produits marins vient-elle de ce que le volcanisme est alimenté en sels minéraux par des intrusions marines, ou au contraire, de ce que toutes les fumerolles, dégagées depuis l'origine par les phénomènes internes et, en partie, peut-être, avant la scoritication même, par la Terre encore fluide, ont fini, tôt ou lard, après s'être combinées aux métaux terrestres, par arriver dans la mer?...

Les deux hypothèses peuvent égalemeht se soutenir par des arguments plausibles et ont toutes deux leurs partisans ^

La première conduirait, en principe, à admettre que tous les métalloïdes en question se trouvaient, originellement, au-dessus de lécorce terrestre dans l'atmosphère ; car les traces de chlore, qui existent à l'état résiduel dans les roches (0,02 p. 100) ne peuvent avoir été l'origine des 2 p. 100 de chlore, qui existent dans l'eau de mer et qui, pour 3 kilomètres d'épaisseur d'eau, représentent donc 100 mètres de sel marin, uniformément répartis sur toute la Terre-. Dans la seconde, au contraire, ces corps auraient existé et existeraient encore au-dessous de la zone silicatée superficielle, au voisinage du bain métallique, par les émanations ou les liquations duquel ont été formés nos minerais.

De ces deux hypothèses également admissibles, je le répète (l'une soutenue par Daubrée et Fouqué, l'autre défendue par Elie de Beauraont et A. de Lapparent), la seconde m'a toujours paru la plus plausible et, même en supposant que l'eau des volcans vienne en tout ou partie d'infiltrations superficielles, j'ai essayé autrefois de faire voir

1. H a déjà été parlé de ce problème, pages 138 et 532, à l'occasion du volcanisme et de la pétrographie.

2. En remarquant que les continents actuels occupent seulement les 28 centièmes de la superficie terrestre, cela conduirait à admettre, sur ces continents, l'érosion moyenne de plus de 1.000 kilomètres de roches cristallisées.

que les métalloïdes apportés an jour par le volcanisme, chlore, soufre, bore, arsenic, carbone, etc., ont, comme les métaux filoniens, des chances pour être empruntés, au moins partiellement, à une réserve profonde *.

Quelques faits nouveaux ont été apportés récemment en faveur de cette idée, qui, ainsi que nous le verrons bientôt, concorde mieux que toute autre, avec notre loi générale : notamment, les belles expériences de M. A. Gautier*, prouvant que tous les éléments des fumerolles volcaniques peuvent être produits par simple action calorifique exercée sur un granité, par conséquent sans aucune intrusion marine et les séries d'observations pendulaires montrant les très profondes dislocations terrestres, qu'accusent les rivages jalonnés par des volcans, par conséquent la possibilité que la position littorale de ceux-ci tienne uniquement à leur situation sur une ligne de cassure.

Au-dessous de l'atmosphère et des mers vient Yéco7'ce terrestre. Dans la composition de celle-ci interviennent un certain nombre d'éléments chimiques, dont nous pourrons tout à l'heure discuter la proportion exacte dans la seconde moitié de ce chapitre, mais dont l'ordre de grandeur relative apparaît aussitôt avec une netteté parfaite. Si nous laissons de côté, comme nous devons le faire pour cette étude, les terrains sédimentaires, simple produit du renianiement de l'écorce cristalline opéré après la solidification de celle-ci, toutes les études géologiques mettent en évidence l'existence de roches plus acides à la surface, plus basiques en profondeur^ dans la composition desquelles entrent, à peu près exclusivement, l'oxygène pour une moitié, le silicium pour plus d'un quart et l'aluminium pour un dixième, puis, secondairement, le fer, le calcium, le magnésium et les alcalis.

Plus la roche est acide et superficielle, plus y abondent l'oxygène, le silicium, l'aluminium et les alcalis, les autres éléments tendant à être éliminés, mais le magnésium persistant longtemps après le calcium et le fer. En laissant donc de côté l'oxygène (emprunté, comme je l'ai dit,