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Fig. 357. Basalte en colonnes prismatiques.

des autres. On a de tout temps donné le nom de chaussées des géants, où de pavés des géants, à ces curieuses dispositions des

Fig. 358. Chaussée des Géants, au bord de la rivière du Volant, dans l'Ardèche,

basaltes. En France, le Vivarais, le Velay et l'Ardèche sont remplis de ces chaussées basaltiques. Nous donnons ici (fig. 358) le dessin d’une chaussée basaltique située sur les bords

296 ROCHES ERUPTIVES,

de la petite rivière du Volant, dans le département de l’Ardèche.

L'Irlande a toujours été citée pour ses importantes chaussées des géants. La grotte de Fingal (fig. 359), dans l’île de Staffa, est, sous ce rapport, d’une renommée, on peut le dire, banale. La grotte de Fingal est creusée au milieu d'immenses colonnes prismatiques de basalte, ou de roches basaltiques,

Fig. 259. Grotte basaltique de Fingal, dans l'île de Staffa : aspect intérieur.

qui sont continuellement battues parles vagues. La figure 360 représente un autre aspect de la même grotte del’ile de Staffa.

Les laves basaltiques, par leur irruption à l’intérieur des terres, suivie de leur séparation en colonnes régulières, ont formé quelquefois des grottes. Il existe, entre Trèves et Coblentz, une grotte très-remarquable en ce genre; elle est connue sous le nom de grotte des Fromages, parce que ses colonnes sont formées de pièces arrondies superposées fig. 361).

Si l’on considère que dans les basaltes en nappe la partie inférieure est compacte, souvent divisée en colonnes prismatiques, et la partie supérieure poreuse, celluleuse, scoriacée, divisée irrégulièrement; — que les points de séparation des assises offrent de petits lits de fragments de ces pierres poreuses connues sous le nom de lapilli; — que la partie infé-

rieure deleur masse présente une multitude d’appendices qui pénètrent dans les terrains meubles où elles reposent, ce qui dénote une matière liquide qui s’est moulée dans ses crevasses ; — que les terres voisines sont souvent calcinées sur une

Fig. 360. Grotte basaltique de l'ile de Staffa : aspect extérieur.

épaisseur plus ou moins considérable, et les débris de végétaux qu’elles renferment charbonnés, etc., on ne pourra conserver le moindre doute sur l’origine ignée des dépôls basal-

Fig. 361. Grotte des Fromages.

tiques. Arrivé au jour par certaines crevasses, le basalte liquide s’est répan du, a coulé sur la surface horizontale du sol.

L98 ROCHES EÉERUPTIVES.

Cette lave n'aurait pu, en effet, prendre une surface unie et une épaisseur Constante si elle s'était répandue sur des plans inclinés.

Formation lavique. — La formation lavique comprend à la fois les volcans éteints et les volcans actuellement en activité.

La première formation est représentée en France par des volcans situés dans les anciennes provinces de l'Auvergne, du Velay et du Vivarais, mais principalement par environ cinquante cônes volcaniques, hauts de 200 à 300 mètres, composés de scories et de pouzzolanes, alignés sur un plateau granitique qui domine la ville de Clermont-Ferrand, et qui se sont produits à la suite d’une fracture longitudinale de l’écorce terrestre, allant du nord au sud. C’est la Chaïne des Puys, qui a 30 kilomètres de longueur. Par leur structure cellulaire et poreuse, grenue et cristalline, les laves des coulées de ces-volcans feldspathiques ou pyroxéniques se distinguent facilement des laves analogues provenant des formations basaltique ou trachytique, qui se présentent comme elles sous forme de coulées. Leur surface est irrégulière, hérissée d’aspérités formées par les entassements des blocs anguleux.

Les volcans de la Chaïne des Puys, que l’on voit représentés dans la planche 362, sont si parfaitement conservés, leurs laves sont si fréquemment superposées aux coulées basaltiques, et présentent une composition et une texture si distinctes, qu'on n’a pas de peine à établir qu'ils sont postérieurs à la formation basaltique et d’un âge très-récent. Cependant ils ne paraissent pas appartenir aux temps historiques, car nulle tradition n’atteste leur éruption.

Nous nous arrêterons plus longtemps sur les volcans actuels.

Tout ce qui concerne les volcans s'explique sans peine par la théorie, que nous avons si souvent indiquée, des fractures du globe résultant de son refroidissement. Les divers phénomènes que nous présentent les volcans actuels sont, comme l’a dit de Humboldt, « le résultat de la réaction du noyau fluide interne de notre planète sur son écorce extérieure. »

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On nomme volcan tout conduit qui établit une communication permanente entre l’intérieur de la terre et sa surface, conduit qui donne passage, par intervalles, à des éruptions de matière lavique, ou de laves. La figure 363 montre, d’une manière théorique, le mécanisme géologique de l’éruption d'un volcan.

On évalue à environ trois cents le nombre des volcans ac-

Fig. ‘363. Volcan actuel (coupe théorique).

tuellement en ignition à la surface de la terre. On les partage en deux groupes : les volcans isolés ou centraux et les volcans disposés en séries. Les premiers sont des volcans actifs, autour desquels peuvent s'établir des bouches éruptives secondaires, toujours en relation avec la bouche principale. Les seconds sont disposés comme des cheminées de forge, le long de fentes qui se prolongent sur de grands espaces. Vingt, trente cônes volcaniques et plus peuvent s'élever au-dessus d’une pareille fente de la croûte terrestre, fente dont la direction se manifeste par leur propre direction linéaire. Quelquefois ces fentes

se trouvent sur la crête de chaînes de montagnes élevées et disloquées, comme par exemple sur les Andes de l'Amérique méridionale.

Dans la mer, les séries de volcans se montrent sous forme de groupes d’iles disposées en séries longitudinales.

On range parmi les volcans centraux : ceux des îles Lipari, qui ont, comme centre, le Stromboli, en activité permanente; l’'Etna, le Vésuve, les volcans des Acores, des Canaries, des îles du Cap-Vert, des îles Gallapagos, des îles Sandwich, des îles Marquises, des îles de la Société, des iles de l’Amitié, de l'îe Bourbon, enfin l’Ararat.

On range parmi les volcans en séries : la série des volcans de la Sonde, qui, sous le rapport des matières éjaculées et de la violence des éruptions, renferme les bouches à feu les plus

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Fig. 364. Volcan de l'île de Barren, dans le golfe du Bengale.

remarquables du globe ; — la série des Moluques et des Philippines ; — celle des îles du Japon, des îles Marianne ; — celle du Chili; — la double série des sommets volcaniques près de

Quito; — celie des Antilles, du Guatémala, du Mexique.

Les bouches des cheminées volcaniques se trouvent presque toujours au sommet d’une montagne conique, plus ou moins isolée; elles consistent en une ouverture en forme d’entonnoir, ‘qu'on appelle cratère, et qui se prolonge en bas dans l’intérieur de la cheminée volcanique. Le cône qui supporte le cra- Lère est composé, pour la plus grande partie, de laves ou de produits d’éjection ; aussi le désigne-t-on sous le nom de cône d’éjection où de scories.

Il est beaucoup de volcans qui consistent uniquement dans Je cône de scories : tel est celui de l’île de Barren, dans le golfe

du Bengale (fig. 364). D’autres offrent, au contraire, un cône d'une très-faible dimension, malgré la hauteur considérable de la chaîne volcanique. On peut citer comme exemple le cratère qui se forma au Vésuve en 1829 [fig. 365).

Ce cône volcanique à depuis longtemps disparu. En 1865, nous avons fait l'ascension du Vésuve et vu de près son cratère. Ce cratère n’est autre chose qu'une vaste échancrure qui creuse le sommet presque tout entier de la montagne. C'est

Fig. 363. Cratère di Vésuve en 1829.

une sorte de chaudière immense, à bords taillés en entonnoir, et d’où s'exhalent, comme d’un vase placé sur le feu, des masses co1t nuelles de vapeurs d’eau brüûülantes.

La fréquence et l'intensité des éruptions ne sont nullement liées aux dimensions de la montagne volcanique.

L’éruption d’un volcan est ordinairement annoncée par un bruit souterrain, accompagné de secousses, d’ébranlements du sol, et quelquefois de véritables tremblements de terre. Le bruit, qui provient d’une très-grande profondeur, se fait entendre sur une large étendue de pays, comme s’il parlait du

voisinage. Il ressemble à un feu bien nourri d'artillerie ou de mousqueterie. Quelquefois, c’est comme le roulement sourd d’un tonnerre souterrain. Des crevasses se produisent souvent, aux époques des éruptions, sur un rayon considérable. Les figures 366, 367, 368 et 369 représentent la disposition de quelques-unes de ces crevasses du sol.

L'éruplion commence par une forte secousse qui ébranle l'intérieur de la montagne. L'ascension des masses fluides et des vapeurs chaudes se révèle, dans cerlains cas, par la fonte des neiges sur les flancs du cône d’éjeclion. En même temps

Fig. 368.

que se produit la secousse qui triomphe des dernières résistances de la croûte solide du sol, il s'échappe du fond du cratère une masse considérable de gaz, et particulièrement de vapeurs d’eau.

Les vapeurs d’eau, il importe de le remarquer, sont la eause essentielle des terribles effets mécaniques dont s’accompagnent les éruptions des volcans actuels. Les éruptions de matières granitiques, porphyriques, trachytiques et quelquefois même basaltiques, sont arrivées au sol sans provoquer ces violentes explosions, ces formidables éjections de roches et de pierres qui accompagnent les éruptions des volcans modernes. Les

granits, les porphyres, les trachytes et les basaltes se sont épanchés sans violence à l'extérieur, parce que la vapeur d’eau n'accompagnait pas ces roches liquéfiées, et telle est la circonstance qui explique la tranquillité des épanchements anciens, comparée à la violence et aux terribles effets des éruptions des volcans actuels. Bien établi par les investigations de la science, ce fait nous donne l'explication des puissants effels mécaniques des volcans modernes, qui contrastent avec les tranquilles éruptions des âges primitifs.

Dans les premiers moments d’une éruption volcanique, les masses de pierres et de cendres qui comblaient le cratère sont projetées en l'air par l’action, brusquement développée, de l’élasticité de la vapeur. Cette vapeur se dégage au travers des laves rouges de feu, sous la forme de grandes bulles arrondies, qui tournoient dans l’air au-dessus du cratère et s’étendent en couronnes d'autant plus larges qu’elles s'élèvent plus haut. Ces masses de vapeurs finissent par former des nuages pelotonnés d’une éblouissante blancheur, qui suivent Ia’ direction du vent. Pline le Jeune compare à la cime étagée d’un sapin les nuages que forme au sein des airs la vapeur d’eau provenant d’une éruption volcanique.

Ces nuages volcaniques sont gris ou noirs, selon que la quantité de cendres (c’est-à-dire de matière pulvérulente qu’ils emportent mélangée à la vapeur d’eau) est plus ou moins considérable. Dans quelques éruptions, on a remarqué que ces nuages, en s’'abaissant jusqu'au sol, répandaient une odeur particulière d'acide chlorhydrique ou sulfureux; on a même trouvé ces deux acides mélangés à l’eau des pluies provenant de la résolution de ces nuages.

Les nuages pelotonnés de vapeurs qui partent des volcans sont sillonnés d’éclairs continus suivis de violents coups de tonnerre ; en se condensant, ils forment de désastreuses averses qui tombent sur les flancs de la montagne. Beaucoup d’éruptions, connues sous le nom de volcans de boue ou de volcans d'eau, ne sont autre chose que ces mêmes pluies entraînant avec elles et laissant tomber sur le sol des cendres, des pierres et des scories.

Passons aux phénomènes dont le cratère est le théâtre pendant l’éruption même. On y constale d’abord un mouvement

incessant d’ascension el d’abaissement de la lave fluide qui remplit l'intérieur du cratère. Ce double mouvement est souvent interrompu par de violentes explosions de gaz. Le cratère de Kilauea, dans l’île de Havaïi (Sandwich), contient un lac de matière fondue large de 500 mètres. Ce lac subit ce double mouvement d'élévation et d’abaissement. Chacune des bulles de vapeur qui sort du cratère pousse vers le haut la lave fondue; elle s'élève et éclate à la surface avec une force considérable. Une partie de la lave, à demi refroidie et scorifiée, est ainsi projetée vers le haut, et les divers fragments sont lancés avec violence dans toutes les directions, comme ceux d’une bombe qui éclate.

Le plus grand nombre des fragments lancés verticalement dans les airs retombe dans le cratère. Beaucoup s'accumulent sur le bord de l'ouverture et ajoutent de plus en plus à la hauteur du cône d’éruption. Les fragments plus légers et de petites dimensions, comme aussi les cendres fines, sont entrainés par les spirales de vapeur et portés sur des étendues de pays souvent très-considérables. En 1794, les cendres du Vésuve furent lancées jusqu’au fond de la Calabre; en 1812, celles du volcan de Saint-Vincent, dans les Antilles, furent portées à l’est jusqu’à la Barbade, et y répandirent une telle obscurité, qu'en plein jour on ne voyait pas à se conduire. Enfin quelques masses de laves, puissantes et isolées, sont projetées en dehors de la gerbe de scories ; elles sont arrondies par suite de leur mouvement de tournoiement dans l'air et portent le nom de bombes volcaniques.

Nous avons déjà fait remarquer que la lave qui, à l’état liquide, remplit le cratère et la cheminée intérieure du volcan, a élé poussée en haut par les vapeurs d’eau. Dans beaucoup de cas, la force mécanique de cette vapeur est si considérable qu'elle lance la lave par-dessus les bords du cratère, et qu’il se forme ainsi un torrent de feu qui se répand le long de la montagne. Ce débordement n’a lieu au sommet de la montagne que dans les volcans d’une faible hauteur; dans les volcans élevés, la montagne se fend d'ordinaire près de sa base, et c’est par cette fente que le torrent de lave s'épanche sur le pays environnant.

L'écoulement de la lave donne lieu à des phénomènes qui

sont très-différents, selon le degré de fluidité de la la lave, selon sa température et Le degré d’inclinaison de la montagne.

Une fois épanchée, la lave se refroidit assez vite; elle durcit et présente une croûte écaillée par suite du refroidissement; parses interstices, on voit encore s'échapper des jets de vapeur d’eau. Mais, sous cette croûte superficielle, la lave continue d'être liquide; elle ne se refroidit que peu à l'intérieur de sa masse. Elle chemine avec une extrême lenteur, entravée qu'elle est dans sa progression par les débris des roches qui s’entassent au-devant de cette rivière brûlante el sont charriées par son cours.

La vilesse avec laquelle se meut un courant de lave dépend de son degré de fluidité, de sa masse et de la pente du sol. On a constaté que certains courants de lave parcouraient en une heure plus de 1000 mètres; mais leur vitesse est d'ordinaire beaucoup moindre : un homme à pied peut souvent la dépasser. Ces courants varient beaucoup en dimensions. Le courant le plus considéraÿle de la lave de l'Etna a, sur quelques points, une épaisseur de 35 mètres et une largeur d’un mille et demi géographique. La plus grande masse lavique qui ait été épanchée dans les temps historiques est celle du Skaptor Jokul, en Islande, en 1783. Elle forma deux courants dont les extrémités étaient éloignées l’une de l'autre de 20 lieues, et qui, de distance en distance, présentaient une largeur de 3 lieues et une épaisseur de 200 mètres.

Un effet tout particulier et qui ne fait que simuler l'activité volcanique s’observe dans les localités où existent des volcans de boue. La plupart de ces volcans présentent de peliles éminences coniques, avec une dépression dans leur intérieur. Ils versent au dehors de la boue poussée par des gaz et de la vapeur d'eau. La température des matières lancées au dehors est d'ordinaire peu élevée. La boue, généralement grisâtre, à odeur de pétrole, est soumise aux mêmes mouvements alternatifs que la lave fondue dans les volcans proprement dits. Les gaz qui projettent à l'extérieur cette argile fluide, mélangée de sels, de gypse, de naphte, de soufre, quelquefois même d’ammoniaque, sont habituellement l'hydrogène carboné et l'acide carbonique. Tout porte à croire qu'ils proviennent, au moins en grande partie, des réactions qui s’effectuent entre

508 ROCHES ERUPTIVES.

les divers éléments du sous-sol sous l'influence de l’eau qui s’y infiltre, entre des marnes bitumineuses, des carbonates complexes, et probablement l'acide carbonique de sources acidules. M. Fournet a vu en Languedoc, près de Roujan, des ébauches de ces sortes de formations; et d’ailleurs non loin de là existe la source bitumineuse de Gabian.

Les volcans de boue, ou salses, se présentent en un assez grand nombre de lieux à la surface de la terre. Il en existe beaucoup dans les environs de Modène; on en voit en Sicile, entre Aragona et Girgenti. Pallas en a observé en Crimée, dans la presqu'ile de Kertch, à l’île de Taman; de Humboldt en a décrit et figuré dans la province de Carthagène, dans l'Amérique méridionale; on en cite enfin à l'ile de la Trinité et dans l’Indoustan. Nous représentons sur la figure 370 les volcans d'air où de boue de Turbaco dans la province de Carthagène (Amérique méridionale), que de Humboldt a figurés dans son Voyage aux régions équatoriales.

On trouve, dans certaines contrées, des butles formées de matières argileuses résultant des anciennes déjections d’un volcan de boue, où tout dégagement de gaz, d’eau et de terre a depuis longtemps cessé. Quelquefois ce phénomène reprend avec violence son cours interrompu. De légers tremblements de terre s'y font alors sentir, et des blocs de terre desséchée étant projetés au loin, de nouveaux flots de boue se font jour.

Revenons aux volcans ordinaires, c’est-à-dire à ceux qui lancent des laves.

A la fin d'une éruption lavique, quand l’activité du volcan commence à s'affaiblir, l'émission du cratère est réduite à des dégagements plus ou moins abondants de gaz, qui s’échappent par une multitude de fissures du sol, mêlés à de la vapeur d’eau.

Le plus grand nombre de volcans qui se sont ainsi éteints forment ce qu'on appelle les solfatares. L’hydrogène sulfuré qui se dégage des fissures du sol se décompose au contact de l'air, en formant de l’eau par l’action de l'oxygène atmosphérique, et laissant du soufre, qui se dépose ainsi en masses considérables sur les parois du cratère et dans les fentes du sol. Telle est l’origine géologique du soufre que l'on recueille à Pouzzole, près de Naples.

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Le soufre joue dans l'industrie un rôle considérable. C’est, en effet, avec le soufre extrait des terres qui environnent les bouches des volcans éteints, c’est-à-dire avec les produits des solfatares, que l’on prépare l’acide sulfurique, agent fondamental d’une foule d'industries dans les deux mondes, et qui est devenu un des plus puissants éléments de notre production manufacturière.

Les sources d’eau bouïllantes connues sous le nom de geysers sont une autre émanalion minérale qui se rattache aux anciens cratères. Elles sont continues ou intermittentes. On

Fig. 371. Geysers de l'Islande.

trouve en Islande un grand nombre de ces sources jaillissantes. L'un des geysers de l'Islande projette une colonne d’eau de 6 mètres de diamètre, s’élevant parfois à 50 mètres de hauteur. L'eau, en se refroidissant, laisse déposer la silice qu'elle tenait en dissolution.

La figure 371 représente les geysers de l'Islande.

La phase dernière de l’activité volcanique, c’est un dégagement d'acide carbonique sans élévation de température. Dans les lieux où se manifestent ces émanations continues de gaz acide carbonique, on reconnaît l’existence d’anciens volcans dont les dégagements sont le phénomène terminal. C’est ce

que l’on observe de la facon la plus remarquable en Auvergne, où existent une multitude de sources acidules, c’està-dire chargées d'acide carbonique. Pendant qu'il créait les mines de Pontgibaud, M. Fournet eut à lutter contre ces émanations, qui parfois s’effectuaient avec une puissance explosive. Des jets d’eau s’élançaient à de grandes distances dans les galeries, en ronflant comme la vapeur qui s'échappe de la chaudière d’une locomotive. Le liquide qui remplissait un puits abandonné de l'exploitation fut, à deux reprises, soulevé par de violentes effervescences. Elles vidèrent à moitié cette excavation, el les lorrents de gaz se répandant dans la vallée asphyxièrent un cheval et une troupe d’oies. Les mineurs élaient obligés de s'enfuir en toute hâte au momentdes éructations gazeuses, et ils devaient se tenir droits, afin de ne pas plonger la tête dans l'acide carbonique que sa pesanteur maintient vers le bas des galeries. Il y a loin de là au petit effet de la grotte du Chien, Située près de Naples, qui excité la surprise des badauds, et que l’on trouve mentionnée dans tous nos livres, comme si la France n'avait pas aussi ses merveilles de la nature!

Le même fait se manifeste avec une intensité bien supérieure à Java, dans la vallée dite du Poison, qui est pour les habitants un véritable objet de terreur. Dans cette vallée redoutable, le sol est partout couvert de squelettes et de carcasses de tigres, de chevreuils, de cerfs, d'oiseaux, et même d'ossements humains, car l’asphyxie frappe tout être vivant qui s’aventure dans ces lieux désolés.

Les volcans actuellement en activité sont, comme nous l’avons dit, très-nombreux et répandus sur toute la surface du globe. Les plus connus sont ceux du Vésuve, près de Naples, de l'Etna, en Sicile, et de Stromboli, dans les îles Lipari. Donnons quelques rapides indications sur chacun de ces volcans actuels.

Le Vésuve est de tous les volcans celui qui a été le mieux étudié : c’est le volcan classique. Personne n’ignore qu'il s’ouvrit pour la première fois (du moins de mémoire d'homme) l'an 79 après Jésus-Christ, et que cette éruption coûta la vie au naturaliste Pline. Après bien des mutations, le cratère du

Vésuve, depuis l'éruption de 1872, consiste en une profonde excavation qui forme comme une sorte de vaste chaudière creusée au sommet de la montagne, et d’où s’exhalent sans cesse des gaz et de la vapeur d’eau. |

Le mont Vésuve était primitivement la montagne à laquelle on donne aujourd’hui le nom de Somma. L'immense cône, qui seul aujourd’hui porte le nom de Vésuve, s’est formé lors de la fameuse éruplion de l’an 79, qui ensevelit sous des avalanches de débris de ponce pulvérulente les villes d’Herculanum, de Pompéi et de Stabies. Le Vésuve a vomi, depuis l'origine, des déjections de nature variée el des courants de lave. Ses éruptions ne sont séparées, de nos jours, que par des intervalles de quelques années.

Les îles Lipari renferment le volcan de Stromboli, continuellement en ignition, et qui forme ce fameux phare naturel de la mer Tyrrhénienne, tel qu'Homère l’a observé, tel qu’on Lavait vu avant le vieil Homère, et qu’on le voit encore de nos jours. Ses éruplions sont continues. Le cratère d’où elles s’'élancent ne se trouve pas à la pointe de l’éminence conique de l'ile, mais sur un de ses côtés, à peu près aux deux tiers de la hauteur. Il est en partie rempli de lave fondue, qui s’y trouve continuellement soumise à un mouvement alternatif d’ascension et d’abaissement. Ce mouvement est provoqué par la montée de bulles de vapeur qui s'élèvent à la surface et projettent au dehors une haute colonne de cendres. Pendant la nuit, ces nuages de vapeur resplendissent d’une magnifique réverbération rouge, qui éclaire d’une sinistre lueur l’île et la mer environnante.

Situé sur la côte orientale de la Sicile, l’Etna paraît, au premier coup d'œil, avoir une structure beaucoup plus simple

queelle du Vésuve. Ses pentes sont moins rapides, plus uni formes de tous côtés; sa base représente à peu près la forme d’un bouclier. La partie inférieure de l’Etna, ou la région cultivée de cette montagne, est inclinée d'environ 3°. La région moyenne, ou celle des forêts, est plus rapide : elle mesure 8° d'inclinaison. La montagne se termine par un cône de forme elliptique, de 32° d’inclinaison, qui porte en son milieu, audessus d’une terrasse presque horizontale, le cône d’éruption, avec un cratère arrondi. Ce cratère est à 3800 mètres d’alti-

tude. Il ne donne point issue à des laves, mais seulement à des gaz. Les laves sortent par soixante cônes plus petits qui se sont formés sur les pentes du volcan. On peut, en regardant la montagne du sommet, se convaincre que ces cônes sont disposés en rayons et placés sur des fentes qui convergent vers le cratère comme vers un centre.

Ajoutons, pour compléter cette trop rapide esquisse des phénomènes volcaniques actuels, qu'il existe des volcans sous-marins. Si l’on n’en connaît qu’un petit nombre, cela lient à ce que leur apparilion au sein des eaux est presque constamment suivie d’une disparition plus ou moins complète. Toutefois des phénomènes très-puissants et très-visibles nous donnent une démonstration suffisante de la persistance continuelle des actions volcaniques au-dessus du bassin des mers. Au milieu des eaux de l'Océan, on voit quelquefois apparaitre subitement des îles sur des points où les navigateurs n’en avaient jamais aperçu. C’est ainsi que l’on a vu de nos jours se former l’île Julia ou Ferdinanda. Apparue au sud-ouest de la Sicile en 1831, elle s’abîima deux mois après sous les vagues‘. À diverses époques, et notamment en 1811, il se forma des îles nouvelles dans les Acores. Il s'en éleva à plusieurs reprises autour de l'Islande et sur beaucoup d’autres points.

L'île qui apparut en 1796, à dix lieues de la pointe septentrionale d’Unalaska, l’une des îles Aléoutiennes, est particulièrement célèbre. On vit d’abord sortir du sein de la mer une colonne de fumée; ensuite un point noir, d’où s’élançaient des gerbes enflammées, apparut à la surface de l’eau. Pendant plusieurs mois que dura ce phénomène, l’île s’accrul en lar- -geur et en hauteur. Enfin on ne vit plus sortir que de la fumée; au bout de quatre ans, cette dernière trace des convulsions volcaniques avait même complétement cessé. L'ile sontinua néanmoins à grandir et à s'élever; elle formait en 1806 un cône surmonté de quatre autres plus petits.

Dans l’enceinte comprise entre les îles Santorin, Therasia et Aspronisi, dans la Méditerranée, s’éleva, cent quatre-vingt-six

1. Voir dans notre ouvrage la Terre et les Mers, cinquième édition, page 417, la description de l’ile Ferdinanda, avec les dessins originaux de cette île volcanique.

ans avant notre ère, l’île d'Hiera, qui s’accrut encore par des ilots soulevés sur ses bords pendant les années 19, 726 et 1427. On a vu apparaître en 1773 Micra-Kameni, et Nea-Kameni en 1707. Ces iles s’accrurent successivement en 1709, 1711, 1712, etc. Selon les anciens, Santorin, Therasia et Aspronisi avaient apparu, plusieurs siècles avant Jésus-Christ, à la suite de tremblements de terre d’une grande violence.

Les roches composant l’écorce terrestre ne sont pas restées telles qu’elles s'étaient formées à l’origine. Elles ont très-fréquemment éprouvé des altérations qui ont modifié d’une manière complète leurs propriétés physiques ou chimiques. On appelle roches métamorphiques celles qui présentent ce caractère. Les phénomènes qui se rattachent à cette question importante et nouvelle ont beaucoup attiré, dans ces derniers temps, l'attention des géologues. Notre ouvrage serait incomplet si nous ne donnions une idée sommaire des faits du métamorphisme. C’est ce que nous allons essayer dans les pages qui vont suivre. Nous prendrons en partie pour guide, dans cet exposé, les travaux publiés par M. Delesse!, le savant céologue et ingénieur de l'École normale de Paris.

Pour mettre quelque clarté dans l’exposé de la question du métamorphisme des roches, nous distinguerons, avec la plupart des géologues, le métamorphisme spécial et le métamorphisme général.

Métamorphisme spécial. — Lorsqu'une roche éruptive pénètre dans l'écorce terrestre, elle fait subir aux roches qu’elle traverse un mélamorphisme, que l’on nomme spécial, ou de contact. Ce métamorphisme s’observe très-bien près de la limile de la roche éruptive. Il doit être attribué, soit à cette roche elle-même, soit aux dégagements de gaz, de vapeurs, d'eaux minérales et thermales, qui ont accompagné son éruption. Il varie non-seulement avec la roche éruptive, mais encore avec la roche encaissante. C’est ce que nous allons établir par quelques exemples.

Considérons d’abord des roches ayant une origine ignée bien certaine, telles que les laves rejetées par les volcans.

1. Études sur le métamorphisme des roches, in-8°, 1858. — Id., in-4°, 1860.

Les laves font éprouver à la roche encaissante des modifications bien caractéristiques. La structure de cetle roche devient prismatique, fendillée, souvent même celluleuse et scoriacée, Les bois et les combustibles atteints par les laves sont partiellement ou complétement carbonisés. Le calcaire prend une structure grenue et cristalline; il se change en calcaire saccharoïde. Les roches siliceuses ne se transforment pas en quartz hyalin, mais elles sont corrodées ; et se combinant avec les bases, elles donnent des silicates vitreux et celluleux. Il en est à peu près de même pour les roches argileuses, qui s’agglutinent et prennent fréquemment une couleur rouge brique.

La roche encaissante est souvent imprégnée de fer oligiste. Elle est aussi pénétrée par des vapeurs d’acide chlorhydrique ou sulfurique, et par divers sels formés par ces acides.

À une certaine distance du contact, l’action de l’eau, secon dée par la chaleur, produit de la silice, de la chaux carbona tée, de l’aragonite, des zéolithes et des minéraux variés.

Au contact immédiat des laves, toutes les roches métamorphiques prennent donc des caractères qui dénotent l'action d’une forte chaleur. Elles sont le plus souvent anhydres ; elles portent des traces bien évidentes de calcination, de ramollissement et même de fusion. Lorsqu'on y voit apparaitre les hydrosilicates, les carbonates, la silice et les minéraux asso ciés, ce n’est le plus souvent qu’à une certaine distance du contact. La formation de ces minéraux doit alors être attribuée à une action combinée de l’eau et de la chaleur, et cette dernière cause cesse de jouer le rôle principal.

Les roches volcaniques hydratées, telles que les basaltes et les roches basaltoiïdes vulgairement appelées trappéennes, produisent encore des effets de métamorphisme dans lesquels intervient la chaleur. Toutefois ces effets sont assez bornés; l’action de l’eau est en réalité la plus importante.

Voici quelles sont les métamorphoses que l’on observe dans la structure et dans la composition minéralogique de la roche encaissante.

La structure de séparation devient fragmenteuse, polyédrique, pseudo-régulière et même prismatique. Elle est surtout prismatique dans les combustibles, les grès, les argiles ; ce-

pendant elle peut l'être aussi dans les roches feldspathiques etmême dans les calcaires. Les prismes sont perpendiculaires à la surface de contact. Leur longueur dépasse quelquefois 2 mètres. Le plus généralement ils renferment encore de l’eau ou des matières volatiles.

Ces caractères s’observent très-bien au contact des nappes de basalte qui se sont épanchées sur des argiles, près de Clermont, en Auvergne, à Polignac et aux environs du Puy en Velay.

Si un filon de basalte ou de trapp a traversé une couche de houille ou de lignite, on trouve le combustible fortement métamorph'sé à son contact. Quelquefois il est devenu celluleux et il a été changé en coke. C’est notamment ce qui a lieu dans le bassin houiller de Brassac. Mais le plus souvent le combustible a perdu tout ou partie de ses matières bitumineuses et volatiles, et il s’est métamorphisé en anthracite. Nous citerons comme exemple la lignite du mont Meissner.

Dans quelques cas exceptionnels, le combustible peut même être changé en graphite, près de son contact avec le trapp. C'est ce qu'on observe à la mine de houille de New-Cumnock, en Écosse.

Quand, près de son contact avec une roche {rappéenne, un combustible a été métamorphisé en coke on en anthracite, il est en outre très-fréquemment imprégné par de l’oxyde de fer hydraté, par de l'argile, par de la chaux carbonatée spathique, par de la pyrile de fer et par divers minéraux des filons. Il peut arriver de plus qu'il se réduise à un état pulvérulent, qui rend ce combustible impropre à aucun usage. C'est ce que l’on remarque dans une mine de houille de Newcastle jusqu’à la distance de 30 mètres d’un épanchement du trapp.

Lorsque le basalte et le trapp ont traversé des roches calcaires, ils les ont plus ou moins altérées aux points du contact. Le métamorphisme qu'ils ont exercé se révèle par un changement de couleur et d'aspect se manifestant le long des parois du filon, souvent aussi par le développement de la structure cristalline. Le calcaire devient alors grenu, saccharoïde : il se change en marbre.

L'action du basalte sur le calcaire s’observe, par exemple,

à Villeneuve-de-Berg (fig. 355). Mais c’est surtout aux environs de Belfast, dans le nord-est de l'Irlande, qu’on voit très-bien la craie changée en calcaire saccharoïde près de son contact avec le trapp. Quelquefois même le métamorphisme s'étend à plusieurs mètres du contact; de plus, des zéolithes ainsi que d'autres minéraux se sont développés dans le calcaire devenu cristallin.

Lorsque du grès se (rouve au contact d’une roche trappéenne, il présente aussi des traces non équivoques de métamorphisme. Il perd sa couleur rouge et devient blanc, gris, verdâtre ou noirâtre. On y distingue des veines parallèles, qui lui donnent une structure jaspée, et il se divise en prismes, perpendiculaires aux parois des filons. Il prend alors un éclat lustré et même vitreux. Quelquefois encore il a été pénétré par des zéolithes. Le grès bigarré de l'Allemagne, qui est traversé par des filons de basalte, montre souvent ces phénomènes de métamorphisme. Ces mêmes phénomènes sont surtout bien caractérisés à Wildenstein, dans le Wurtemberg.

Les roches argileuses n’échappent pas plus que les autres au métamorphisme, lorsqu'elles se trouvent en contact avec des roches éruptives trappéennes. Dans ces circonstances, elles changent de couleur et prennent une structure veinée ou prismatique. En même temps leur dureté augmente, el elles deviennent lithoïdes. Elles peuvent aussi devenir celluleuses, et il se forme dans leurs cavités des zéolithes, de la chaux carbonatée spathique, ainsi que les minéraux qui remplissent habituellement les amygdaloïdes. Quelquefois encore leurs fissures sont lapissées par les minerais métalliques et par les divers minéraux qui les accompagnent dans les gites métallifères. Généralement elles perdent une partie de leur eau et de leurs carbonates. Dans d’autres circonstances elles se sont combinées avec de l’oxyde de fer et des alcalis. C'est ce qui a été co1staté, par exemple, à Essey (département de la Meurthe), où un grès très-argileux se trouve changé en jaspe porcelanite près de son contact avec un filon de basalte.

Jusqu'ici nous avons parlé seulement du métamorphisme provoqué par les roches volcaniques. Quelques mots sufliront

pour faire apprécier le métamorphisme exercé par les por-

phyres et les granits.

Au contact du granit on trouve la houille changée en an-

thracite ou en graphite. Il importe toutefois de remarquer que la houille n’a jamais été métamorphisée en coke. Quant au calcaire, il s’est quelquefois transformé en marbre, et l'on trouve même dans son intérieur divers minéraux, notamment des silicales à base de chaux, tels que le grenat, le pyroxène, l’amphibole. Les grès et les argiles ont également été altérés.

La roche encaissante et la roche éruptive sont encore imprégnées assez souvent par le quartz, par la chaux carbonatée, par la baryte sulfalée, par la chaux fluatée, par l’oxyde de fer, la galène, la pyrite de cuivre et en un mot par les minéraux des gîtes métallifères. Ces minéraux se présentent d’ailleurs avec les caractères qui leur sont habituels dans les filons.

Métamorphisme général. — Les roches sédimentaires ont quelquefois éprouvé un métamorphisme indépendant de toute action directe exercée sur elles par les roches éruptives. Ce métamorphisme s’est produit sur une échelle beaucoup plus grande que le premier. Il s’observe sur des régions entières, dans lesquelles il a modifié simultanément les différentes roches. C’est le métamorphisme qu’on nomme général ou normal.

Pour donner une idée de ce métamorphisme, nous allons suivre ses effets dans des roches de même nature, et nous indiquerons les caractères que ces roches présentent successivement à mesure que l'intensité du métamorphisme devient de plus en plus grande.

Les combustibles, qui ont une composition toute spéciale et très-différente de celle des autres roches, se prêtent trèsbien à l'étude de ce genre de métamorphisme. Or, lorsqu'on descend dans la série des terrains sédimentaires, on voit les combustibles changer complétement de caractères; de la tourbe qui se forme encore à l’époque actuelle, on passe au lignite, à la houille, à l’anthracite et même au graphite. Leur densité augmente, et varie au moins du simple au double. L'hydrogène, l'azote et surtout l’oxygène vont en diminuant

très-rapidement. Par suite, les matières volatiles et bitumineuses se réduisent de plus en plus, tandis qu'au contraire la proportion de carbone va en augmentant.

Ce métamorphisme des combustibles, qui a lieu dans des terrains de différents âges, peut aussi s’observer dans une même couche. Par exemple, dans le terrain houiller des États-Unis, qui s'étend à l’ouest des Alleghanys, la houille renferme une proportion de matières volatiles qui va successivement en diminuant à mesure qu'on se rapproche de ces montagnes et surtout des roches graniliques. C:tte proportion s'élève à 50 pour 100 sur l'Ohio; mais elle tombe à 40 sur le Manon-Gahela, et même à 16 quand on atteint les Alleghanys. Enfin, dans les régions les plus bouleversées, en Pensylvanie et dans le Massachusetts, la houille s’est métamorphisée en anthracite et même en graphite.

Le calcaire est l’une des roches sur lesquelles on peut suivre le plus facilement les effets du métamorphisme général. Lorsqu'il n’a pas été modifié, il se trouve habituellement dans les terrains sédimentaires, à l’état de calcaire compacte, de calcaire grossier, ou de calcaire pulvérulent, comme la craie. Mais considérons-le dans les montagnes, surtout dans celles qui sont en même temps granitiques, telles que les Pyrénées, les Vosges et les Alpes. Nous verrons alors ses caractères se modifier complétement. Dans les vallées profondes et allongées des Alpes, par exemple, on peut suivre les altérations du calcaire sur une longueur de plusieurs lieues. Les couches perdent de plus en plus leur régularité à mesure qu'on se rapproche du centre de la chaîne. Elles finissent même par se réduire à des lentilles et à des ganglions, qui sont enclavés au milieu des schistes cristallins ou dans des roches granitiques. Vers les hautes régions des Alpes, le calcaire se divise en fragments pseudo-réguliers; il est plus fortement cimenté, plus lithoïde, plus sonore. Sa couleur devient plus pâle et passe du noir au gris par la disparition des matières organiques et bitumineuses qui l'imprégnaient. En outre, sa structure cristalline augmente d’une manière insensible. Il peut même se métamorphiser en un agrégat de cristaux microscopiques, et passer enfin à un calcaire blanc, saccharoïde.

Ce métamorphisme s’est produit sans que le calcaire ait été

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décomposé, ou ramolli et à demi fondu par la chaleur, c’est-àdire rendu plastique, car on y retrouve des fossiles encore reconnaissables, et notamment des Ammonites et des Bélemnites. La présence de ces fossiles permet de constater de proche en proche que c’est bien le calcaire jurassique gris noirâtre qui s’est transformé en calcaire blanc saccharoïde.

Si le calcaire soumis au métamorphisme était parfaitement pur, il prendrait simplement une structure cristalline. Mais il est généralement mélangé à du sable et à diverses matières argileuses qui se sont déposées en même temps que lui : ces malières forment alors de nouveaux minéraux. Ces derniers ne sont pas disséminés au hasard; ils se sont développés dans le sens de la schistosité du calcaire et dans ses fissures, en sorte qu'ils présentent des nodules, des veines et quelquefois des filons.

Parmi les principaux minéraux du calcaire saccharoïde, citons le graphite, le quartz, des silicates très-variés, tels que l’andalousite, le disthène, la serpentine, le tale, le grenat, le pyroxène, l’amphibole, l’épidote, la chlorite, les micas, les feldspaths. Enfin le spinelle, le corindon, la chaux phosphatée, le fer oxydulé et oligiste, la pyrite de fer, les divers minéraux des filons, figurent encore parmi ceux qui existent le plus habituellement dans le calcaire saccharoïde.

Lorsque le calcaire métamorphique est suffisamment pur, on l’emploie comme marbre blanc, ou statuaire. Telle est l’origine géologique du marbre de Carrare, qui s’exploite dans les Alpes Apuennes. Examinez cependant ce marbre à la loupe, et vous reconnaîtrez qu'il contient encore des veines noirâtres et des paillettes de graphite. Souvent même il existe au milieu de ses plus beaux blocs des géodes, qui sont tapiseées par des cristaux de quartz ayant une limpidité parfaite. Ces défauts accidentels sont très-redoutés par les sculpteurs; rien ne trahit du dehors leur existence.

Dans le marbre de Paros, même lorsqu'il est fort transparent, on observe très-souvent des paillettes de mica. Dans les anciennes carrières, leur abondance est telle, qu’elle a empêché jusqu’à présent d’en reprendre l'exploitation.

Quand le mica développé dans le calcaire saccharoïde prend une couieur verte et forme des veines, on a le mar-

bre cipolin, qui existe en Corse, et au val Godemar dans les Alpes.

Quelques marbres blancs s’exploitent en France, notamment à Loubie, à Sost, à Saint-Béat, dans les Pyrénées, et au Chippal, dans les Vosges. Tous ces marbres ne sont que des calcaires métamorphiques.

Les marbres blancs, presque exclusivement employés dans le monde entier, sont ceux de Carrare. Ils proviennent du métamorphisme d’un calcaire appartenant au terrain du lias. Ils ne sont pas pénétrés par des roches éruptives auxquelles on puisse attribuer leur structure cristalline; mais ils ont élé soumis sur une grande échelle à un métamorphisme général.

Il est facile de comprendre que les couches calcaires n’ont pas éprouvé un métamorphisme aussi énergique sans que les couches de grès et d’argile qui leur étaient associées aient éprouvé quelque modification du même genre. Les couches siliceuses accompagnant le calcaire saccharoïde ont, en effet, un caractère tout particulier. Elles sont formées de petits grains de quartz hyalin qui sont plus ou moins soudés l’un à l’autre, et rappellent entièrement ceux du calcaire saccharoïide. Entre ces grains il s’est généralement développé des lamelles d’un mica à éclat nacré et soyeux, dont la couleur est blanche, rouge ou verte; en un mot, il s’est produit un quartzite. Des veines de quartz traversent souvent ce quartzite dans tous les sens. Indépendamment du mica, il peut d’ailleurs contenir différents minéraux que nous avons. déjà mentionnés dans le calcaire, et particulièrement des silicales tels que le disthène, l’andalousite, la staurotide, le grenat, l’amphibole.

Les couches argileuses présentent de même une série de métamorphoses analogues aux précédentes. On en suit bien toutes les gradations lorsqu'on se dirige vers des massifs granitiques, comme ceux qui constituent les Alpes, les Pyrénées, la Bretagne.

Le schiste peut être considéré comme le premier degré de métamorphisme de certaines roches argileuses. En effet, le schiste n’est plus susceptible de se délayer dans l’eau comme l'argile; il est devenu lithoïde et il a pris une densité plus

orande. Mais ce qui le dislingue surtout, c’est sa structure feuilletée.

L'expérience a montré que, lorsqu'on soumet une substance à une forte pression, on y détermine une structure feuilletée dans un sens perpendiculaire à celui dans lequel la pression s’exerce. Tout porte donc à croire que la pression est la cause principale de la formation du schiste, c’est-à-dire des argiles feuilletées.

La variété de schiste la mieux caractérisée est l’ardoise, qui s'emploie pour couvrir les toits, et qui en France donne lieu à des exploitations très-importantes dans les Ardennes, ainsi que dans les environs d'Angers.

Dans certains gisements, le schiste devient pétro-siliceux ; il se charge même de cristaux de feldspath. Cependant il se présente encore en couches parallèles, et on y rencontre même des débris fossiles qui sont reconnaissables. Citons, par exemple, les environs de Thann dans les Vosges, où des empreintes végétales se sont parfaitement conservées dans un schiste mélamorphique, au milieu duquel se sont développés des cristaux de feldspath.

Le micaschiste, qui est formé de quartz et de mica, se trouve habituellement associé aux roches qui ont pris la structure cristalline et provient aussi d’un métamorphisme énergique de couches qui étaient originairement argileuses. On y trouve d’ailleurs la mâcle, le disthène, la staurotide, l’amphibole, et les divers minéraux que nous avons cités pré cédemment. Cette roche métamorphique s’observe très-bien dans la Bretagne, dans les Vosges, dans les Pyrénées. A mesure qu'on se rapproche des massifs granitiques, on voit sa structure cristalline augmenter de plus en plus.

En exposant les principaux faits relatifs au métamorphisme, nous n'avons rien dit des causes qui les ont produits. Ces causes sont, en effet, assez mystérieuses encore.

En ce qui concerne le métamorphisme spécial, la cause est toutefois assez facilement reconnaissable. Cette cause, c’est la chaleur. Quand une roche fait éruption du sein de la terre, à l’état de fusion ignée, on comprend qu'elle doive produire üans les couches qu’elle traverse des altérations tenant à l’influence de la chaleur. C’est ce qui est évident pour les laves.

MEÉTAMORPHISME DES ROCHES. 525

D'un autre côté, comme il existe toujours de l’eau dans l’intérieur de la terre, cette eau se trouvant portée à une température élevée, par le passage ou la présence de la roche éruptive, et tenant en dissolution différentes substances minérales, doit aussi contribuer, pour sa part, d’une manière efficace, au métamorphisme.

Si la roche n'a pas fait éruption à l’état de fusion ignée, c'est évidemment l’eau qui joue le rôle le plus important dans le métamorphisme spécial qu’elle produit.

Dans le métamorphisme général, l’eau paraît encore être le principal agent. En s’infiltrant à travers les couches, ce liquide a modifié leur composition, soit en dissolvant certaines substances, soit en introduisant dans les gîtes métallifères des substances nouvelles que nous voyons se former encore sous nos yeux dans les sources minérales. Elle a contribué à rendre plastiques les dépôts sédimentaires, et à permettre le développement de cette structure cristalline qui est l’un des principaux caractères des roches métamorphiques.

Ajoutons que son action a été secondée par d’autres agents, notamment par la chaleur et la pression, qui avaient d’autant plus d'énergie, que le métamorphisme s’opérait à une plus grande profondeur dans l'écorce terrestre.

Telle est l’explication que l’on peut donner des causes générales du métamorphisme des roches.