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2. Voir, page 601, la figure 46, qui met en évidence la concentration de ces innombrables filons métallisés dans une région restreinte.

était alors enfouie sous d'autres roches, enlevées par les érosions.

Il faut qu'il ait existé, au moment où ces filons se sont remplis, un milieu métallique interne, mis en contact accidentellement avec les métalloïdes, tels que le chlore et le soufre : milieu, dans lequel les métaux n'étaient pas, en moyenne, mélangés tous ensemble, mais où l'un ou l'autre dominaient suivant les points, peut-être suivant la profondeur.

Quant à établir un ordre de superposition primitive dans ces métaux, que nous n'atteignons qu'à la suite de leur transport par un phénomène chimique indirect, c'est évidemment impossible ; cependant il est assez frappant que leur rareté soit, en dehors de la remarque faite plus haut sur le rôle de leurs affinités chimiques, parfois à peu près en raison inverse de leur densité, comme si les plus denses avaient eu moins de chances d'être minéralisés et emportés au jour, comme s'ils s'étaient trouvés d'abord plus profondément^.

C'est donc uniquement aux calculs et aux remarques faits plus loin, dans la seconde partie de ce travail, sur la proportion relative de ces métaux, que nous pouvons recourir pour imaginer, d'une façon extrêmement problématique, cette superposition.

Il résulte de ces calculs que l'abondance relative de ces divers éléments métalliques permet de les classer en un certain nombre de groupes :

!*• Plomb, zinc et cuivre (ce dernier plus rare); 2» antimoine, molybdène, cadmium, argent; 3° mercure, bismuth, tungstène, platine et or; 4** uranium et radium.

Enfin, plus bas encore dans l'écorce terrestre, nous entrons totalement dans l'inconnu et ne pouvons même soupçonner quels éléments existent. Mais il paraît vraisemblable que même nos métaux filoniens, tout en ayant une origine relativement profonde, sont très loin cependant de provenir des parties centrales, qui, depuis l'origine de la géologie, n ont pu avoir aucune relation avec la superficie. Nous pouvons donc, en ce qui les concerne, donner libre cours à notre imagination et supposer qu'il existe là des métaux inconnus, peut-être ceux auxquels appartiennent les raies non identifiées du spectre solaire, peut-être d'autres encore, que nous ne soupçonnerons jamais *.

1. II ne s'agit là, bien entendu, que d'une remarque assez vague, à défaut d'un meilleur moyen d'appréciation; car, dans la proportion superficielle de ces métaux, doit également intervenir, comme pour les corps précédents, leur proportion profonde, que nous ignorons.

2. Les pressions intenses, que nous pouvons imaginer dans les zones profondes d'une sphère fluide (sinon dans ses parties centrales), sont évidemment propres à créer des états de la matière que nous sommes impuissants à imaginer.

cil \P. XV. ~ DISTRIBUTION Gl'OLOGIQUE DES ÉLI-ÎMENTS CHIMIQUES 6«

En résumé, de cette étude, qui a été jusqu'ici purement géologique, ressort, avec quelque vraisemblance, l'ordre de superposition suivant pour les principaux éléments chimiques qui constituent 1 écorce terrestre ' :

!• Hydrogène, hélium. — Atmosphère primitive et périphériqtte ; *' S* Oxygène, azote (argon, néon;-, carbone. — Atmosphère;

3° Silicium, aluminium, sodium, potassium (lithium, glucinium), magnésium, calcium (baryum, strontium). — Écorce siticatèe;

4° Chlore, soufre, phosphore, (bore, fluor). — Minéralisateurs;

5° Fer, manganèse, chrome, titane, vanadium. — Ségrégations basiques de profondeur;

6» Nickel, cobalt, cuivre. — Gîtes de départ immédiat et gîtes filO' niens reliés aux ségrégations basiques;

7" Zinc et plomb; argent; élain, molybdène, bismuth, tungstène et or; mercure, uranium et radium. — Gites /Uoiiiens.

Considérons maintenant une liste des éléments chimiques, classés d'après l'ordre de leurs poids atomiques et voyons si, entre la Hste géologique précédente et cette liste chimique, il existe bien la relation annoncée au début de ce chapitre. Dans l'ensemble, cette relation apparaît aussitôt ; car on a, par ordre de poids atomiques, la série suivante ' :

1° Hydrogène (1), hélium (4);

2° Carbone (12), azote (14), oxygène (16);

3" Sodium (23), magnésium (24 , aluminium (27), silicium (28);

4" Phosphore (31), soufre (32), chlore (35);

5° Titane (48), vanadium (51), chrome (52), manganèse (56), fer (56);

6* Nickel et cobalt (59), cuivre (64) ;

7» Zinc (65), molybdène (96, argent (108), étain (,118), tungstène (184 , or(197), mercure (200), plomb (207), bismuth (208), radium {tio), uranium (239).

Mais il existe des anomalies diverses, en sorte que la comparaison à établir entre les deux listes demande une courte explication. C'est ce que nous allons faire en parcourant la série complète des éléments classés par ordre de poids atomiques.

1. Je n'ai pas besoin de dire que cette classification est purement géologique et non chimique. On trouvera, dans le Traité de chimie de Moissan et dans la Revue générale de chimie (21 février et 6 mars l'.i04), un important travail de ce savant sur la classification chimique des corps simples.

2. Je mets entre parenthèses les éléments tout à fait accessoires.

3. Les nombres, mis ici entre parenthèses, sont les poids atomiques, aux décimales orès.

Le premier élément, que nous trouvons sur la liste, estrhydrogène(l), qui vient également en tête de notre liste géologique.

Cet hydrogène, qui apparaît ainsi comme le corps à la fois le plus excentrique et le plus léger du globe terrestre, ce n'est pas, rappelonsle, celui qui, actuellement, peut se présenter en traces à l'état libre dans l'air et qui, suivant M. A. Gautier, résulterait dune émanation terrestre constante, causée par la dissociation profonde de l'eau dans les roches ; c'est celui qui a dû exister primitivement avant de s'unir à l'oxygène pour former l'eau des mers et qui alors a dû former à peu près 11 p. 100 de l'atmosphère; c'est celui des hautes zones atmosphériques; c'est aussi l'équivalent de celui que nous retrouvons, par l'analyse spectrale, dans les protubérances de la chromosphère solaire et dans l'incandescence des étoiles.

Immédiatement après l'hydrogène, vient l'hélium (4), qui a été, en effet, découvert à la périphérie du Soleil, où il accompagne constamment l'hydrogène.

Dans l'écorce terrestre, cet élément léger de la lumière solaire apparaît aujourd'hui beaucoup plus fréquent qu'on ne le croyait d'abord'. Il a été signalé d'abord dans un minerai d'uranium, la clévéitc. Puis on l'a trouvé dans un certain nombre de minerais d'yttrium, de thorium, de zirconium, et on s'est aperçu qu'il pouvait être produit par la désintégration du radium, venant lui-même de l'uranium et du thorium. Le grisou en renferme des proportions notables. Aujourd'hui, MM. Moureu et Lepage reconnaissent sa présence en quantités anormales dans un grand nombre de sources thermales, qui semblent écouler continûment des réserves anciennes de cette substance. Sa grande légèreté ne peut manquer de le faire disparaître avec l'hydrogène, dans les parties les plus hautes et les plus ténues de l'atmosphère.

Je passe ensuite le lithium (7), au sujet duquel j'aurai quelques mots à dire tout à l'heure, et nous arrivons maintenant au deuxième groupe des éléments atmosphériques : carbone (12), azote (14), oxygène (16), néon (20), auxquels s'associent, dans la série chimique, deux métalloïdes, que, géologiquement, nous avons préféré placer plus bas, mais qui se trouvent pourtant déjà en quantités notables dans l'air ou dans la mer : bore (H), fluor (19). Inversement, le seul élément, qui nous manque, est un corps nouveau, l'argon (39,9), dont le poids atomique est presque exactement le double de celui du néon.

Puisse présente, avec une netteté toute particulière, notre troisième

1. Voir GUes minéraux et métallifères, t. l, p. 292, sur l'hélium.

groupe géologique, celui de la scorie silicalée : sodium (23), magnésium (24), aluminium (27), silicium 28).

Ici aucun élément hétérogène n'intervient dans la liste chimique ; par contre, il nous manque : à côté du sodium, les autres métau.K alcalins : le potassium (39) et le lithium (7) ; à côté du magnésium, le r calcium (40), le strontium (88) et le baryum (138). Mais nous pouvons être tentés de faire intervenir, à ce propos, une hypothèse, qui a déjà été formulée depuis longtemps en chimie et qui se trouverait expliquer la plupart des anomalies de notre loi : c'est celle, qui tend à considérer les métaux d'un même groupe chimique comme reliés les uns aux autres par une relation assimilable à celle de la polymérisation *. 11 existe, entre les poids atomiques des éléments analogues, des relations numériques, des récurrences par séries, qui ont été autrefois indiquées par de Chancourtois et Mendéléeff. Ces relations sont précisément d'une rigueur spéciale pour le groupe alcalin :

Sodium (23,03) = Lithium (7,03) -f- 16 = Potassium (39,15)— 16

et, pour un autre groupe qui nous offrira tout à l'heure une anomalie, nous avons de même :

Sélénium (79,1) = Soufre (32,06) -f 47,04 = Tellure (127) — 47,9

Ces relations, qui n'ont jamais été formulées en une loi bien nette et qui perdent, il faut le reconnaître, de leur rigueur apparente, quand on détermine plus exactement les poids atomiques, semblent néanmoins suffisantes pour laisser entrevoir, entre certains corps simples, en apparence distincts, un lien intime et quand, dans notre série chimique, nous trouvons, à sa place normale, un seul élément d'un de ces groupes, généralement le principal, comme le sodium tout à l'heure et bientôt le chlore, ou le soufre, au lieu des groupes complets (sodium, potassium et lithium; chlore et fluor; soufre, sélénium et tellure), on peut se demander si cela ne tient pas à ce que ces deux ou trois éléments d'un même groupe sont, en réalité, les représentants diversement condensés (OU même combinés) d'un seul corps véritablement simple.

Après le groupe de la scorie silicatée vient, également bien caractéristique, notre quatrième groupe des minéralisateurs : phosphore (31), soufre (32), chlore (35). Le fluor reprendrait ici sa place normale, si l'on était autorisé à doubler son équivalent; le bore également, si on le triplait. Mais il est inutile de faire intervenir ce genre d'hypothèses

1. M. Berthklot a fait remarquer qu'en raison de la loi de Dcloxg et Petit, il ne saurait y avoir polymérisation au sens de la chimie organique ; mais la relation, suivant lui, peut ôtre différente.

pour remarquer l'homogénéité de ce groupe ; le soufre et le chlore sont les deux éléments essentiels, grâce auxquels ont cristallisé presque tous les minerais métalliR^res et le phosphore, auquel on attribue moins habituellement un tel rôle, parce qu'il a donné des sels oxydés même «n profondeur, intervient néanmoins d'une façon très constante dans les cristallisations des roches.

Plus loin, nous arrivons aux éléments essentiels de toutes les ségrégations basiques, à la série des métaux, qui, par une oxydation incomplète, se sont liquatés dans les roches les plus profondes. Là encore, le groupe est très remarquablement conforme à celui que nous avons obtenu directement par la géologie : titane (48), vanadium (51), chrome (52), manganèse (55), fer (56), nickel et cobalt (59), cuivre (64).

Il est h noter que nous trouvons là, bien à leur rang, même ces éléments relativement rares, le titane et le vanadium, dont la place géologique est, en effet, dans le groupe du fer. Le platine seul, si c'est bien là sa place réelle, manquerait dans cet ensemble.

Le groupe des sulfures métallifères, qui constituent les filons concrétionnés, vient ensuite avec toute la série des métaux fondamentaux, rangés, pour la plupart, dans l'ordre prévu. Le plomb (207) s'y trouve pourtant relégué par son poids atomique aune place tout à fait anormale; mais, ici, il faut bien remarquer que, dès que nous arrivons au phénomène filonien, quelque chose de tout à fait indépendant de la densité atomique et de la répartition primitive commence à intervenir, puisque le phénomène fdonien a précisément consisté dans un déplacement, dans un apport vers la périphérie de métaux, qui ont pu être empruntés à des couches très inégalement profondes par l'action des mêmes minéralisateurs et qui ne se trouvent associés dans leurs gisements que par une communauté de propriétés chimiques, jusqu'à un certain point indépendante de la densité de leurs atomes. Malgré cela, il est curieux de remarquer combien la classification empirique, établie plus haut en nous basant sur l'abondance plus ou moins grande des métaux (impliquant plus ou moins de facilités pour venir à la surface, c'est-à-dire une profondeur initiale plus ou moins grande) concorde à peu près avec l'ordre de grandeur des poids atomiques. On a, en effet, successivement : cuivre (64) et zinc (65); argent (108); étain (118); tungstène (184); bismuth (208) et or (197); mercure (200); uranium (239) et radium (225).

Il est notamment intéressant de trouvor.toutauboutdelaliste, comme le métal terrestre auquel nous pouvons attribuer l'origine la plus profonde, l'uranium, avec lequel sont, on le sait , associés et d'où dérivent les métaux radioactifs. On pourrait alors, avec un peu de hardiesse.

se demander si ces métaux ne nous apporteraient pas un témoignage accidenteldes étals spéciaux quepeulprendrelamatièredanslesparliescentrales, particulièrement chaudes et comprimées, de notre planMe, où l'énergie lumineuse et calorifique se serait alors associée d'une façon instable à l'énergie intra-moléculaire, pour s'en dégager peu à peu en revenant à un équilibre plus normal.

II. — Proportion relative des éléments chimiques dans les parties superficielles de la Terre.

Jusqu'ici, nous nous sommes bornés à envisager la place occupée, dans la structure primitive de la Terre, par les divers éléments chimiques, et c'est seulement en passant que nous avons parfois indiqué la proportion relative de ces corps. C'est, au contraire, cette proportion, qui va nous occuper seule maintenant. A diverses reprises, on a tenté, dans ces dernières années, d'évaluer en chiffres la composition cliimique terrestre, pour déterminer ainsi quelle part y prend chacun des éléments énumérés tout à l'heure (du moins en ce qui concerne l'écorce superficielle de la Terre) et les très nombreuses analyses de roches cristallines exécutées récemment ont permis d'atteindre, dans cet ordre d'idées, une approximation de plus en plus grande. Parmi les travaux de ce genre, qui vont me servir de guides, je citerai surtout ceux de M^I. Clarke et Hillebrand aux États-Unis, où des centaines d'analyses pétrographiques ont été rassemblées et commentées et celui de M. Johann Vogt en Norvège, qui est spécialement consacré aux éléments rares métalliques ^

La zone terrestre, qui est accessible à nos investigations directes, ou pour laquelle il paraît licite de prolonger sans modification appréciable des résultats constatés ailleurs, comprend trois parties distinctes : l'atmosphère, les mers et la croûte silicatée, avec ce qu'on peut trouver accidentellement, dans cette dernière, de ségrégations basiques, ou de minerais filoniens, empruntés à des zones sans doute inférieures.

Ces trois parties interviennent respectivement dans la proportion suivante- :

1. W. Clarke. The relative abundance of the chemical éléments (BulL of the Philosoph.Soc., Washington, t. II, 1889; Bull, of the U. S. geol. Survey, n* 78. p. 35 à 4;>, 1891 et n» 148, 1897). — Vogt : Ueber die relative Verbreitung der Elemente, etc. (Zeits. f. prakt. GeoL, juiUet 1898).

2. Voir DE Lapparknt. Géologie, 4»édit., pages 57 et 60. D'après ce dernier, l'altitude moyenne des terres émergées est de 700 mètres et leur volume de cent millions de kilomètres cubes ; la profondeur moyenne des mers de 4.000 mètres et leur volume de l.oOO millions de kilomètres cubes. H. Wauner en 1895 iAreal und mittlere Erhebung der Landfldchen\ admettait seulement 1.280 millions. Le calcul de

DIVERSES PARTIES DE l'eNVELOPPB TERRESTRE