CHAPITRE III

VEINES BLEUES DES GLACIERS. — RELATION ENTRE LA STRUC- TURE ET LA PRESSION. — CLIVAGE DE L’ARDOISE ET STRUCTURE LAMELLEUSE DE LA GLACE.

Veines bleues des glaciers. — Nous approchons maintenant de la fin, et il ne nous reste plus à discuter qu’une seule question importante. Jusqu’ici, nous l’avons négligée à dessein, parce qu’il fallait pour la résoudre avoir acquis une grande connaissance des glaciers. Nous avions aussi à nous familiariser par l’expérience avec la propriété que possède la glace, ramollie par le dégel, de céder à la pression, et de se liquéfier sous l’action de cette pression.

La neige est blanche ; cependant, si vous en examinez les molécules séparément, vous direz qu’elles sont transparentes, et non pas blanches. La blancheur de la neige est due au mélange des parcelles de glace avec de petits espaces d’air. Pour tous les corps transparents, la blancheur résulte d’un mélange de ce genre. Le verre ou le cristal le plus pur se change en une poudre blanche si on l’écrase. La mousse du vin de Champagne est blanche, à cause du mélange intime d’un liquidetransparent avec de l’acide carbonique, transparent aussi. Le papier le plus

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blanc, aussi, est composé de fibres qui, considérées isolément, sont transparentes.

Cependant ce n’est pas l’air ou le gaz qui produit cette blancheur, mais bien la séparation optique des molécules, laquelle donne lieu à une multitude de réflexions de la lumière blanche sur leurs surfaces.

Nous avons déjà attribué à une cause semblable la blancheur de la surface d’un glacier, et celle des montagnes de glace de la Màrgelin See. La surface est rayée de fissures innombrables par la chaleur du soleil, et c’est la réflexion de la lumière solaire sur les bords des petites fissures qui donne lieu à l’apparence que nous observons.

De même, si vous faites geler de l’eau dans une éprouvette, en la plongeant dans un mélange réfrigérant, la glace que vous obtenez est blanche. En général aussi, la glace que donnent les machines de congélation est blanche. Examinez cette glace, et vous verrez qu’elle est pleine de petites bulles d’air. Quand le refroidissement est trèslent, la force de cristallisation expulse toutes les bulles d’air, et il en résulte un morceau de glace transparente ; quand le refroidissement est rapide, l’air est entouré avant de pouvoir se dégager, et la glace est translucide. Mais même avec un refroidissement rapide, M. Faraday a pu obtenir de la glace transparente, en enlevant habilement les bulles d’air avec une plume, dès qu’elles se montraient.

Pour la glace des lacs, la congélation n’est pas uniforme, mais intermittente. Elle est quelquefois lente, quelquefois rapide. Lorsqu’elle est lente, l’air en dissolution dans l’eau est expulsé, et forme une couche de bulles à la surface inférieure de la glace. Une congélation brusque emprisonne cet air, et c’est là ce qui fait que la glace des lacs se compose presque toujours de couches

alternativement transparentes et pleines de bulles d’air. A l’aide de ces couches, il est facile de reconnaître les plans de congélation de la glace des lacs.

Voyons maintenant l’application de ces faits. Sous la chute du Géant, au pied de la cascade du Talèfre, et plus bas sur la Mer de Glace ; dans les régions supérieures des glaciers du Grindelwald, de l’Aar, de l'Aletsch et de Gôrner, la glace n’a pas la transparenco que l’on remarque vers l’extrémité des glaciers. Elle est blanche ou blanchâtre. Quelle en est la raison 1 ? L’examen fait reconnaître qu’elle est pleine de petites bulles d’air; et ces bulles, nous venons de rapprendre, sont la cause de sa blancheur.

Ces bulles proviennent de l’air qui était primitivement emprisonné dans la neige, et auquel elle doit sa blancheur, comme nous le savons. A mesure que le glacier descend, les bulles sont peu à peu chassées par les énormes pressions que subit la glace. Cette expulsion ne vient pas seulement de ce que la glace fondante et ramollie cède mécaniquement; elle doit encore être facilitée par la liquéfaction de la glace aux endroits où s’exerce une pression violente, ce qui ouvre des fissures à la sortie de l’air, et contribue pour beaucoup à la consolidation du glacier.

Cependant l’expulsion des bulles d’air n’est pas uniforme, car ni la glace, ni aucune autre substance n’opposent à la pression une résistance absolument uniforme. Au pied de toutes les cascades que nous avons visitées et sur les parois des crevasses qui s'y sont formées, nous avons remarqué un grand nombre de raies bleues tracées à travers la glace blanche translucide, qui donnent à toute la masse l’air d'être composée de lames parallèles. En les examinant de plus près, nous avons reconnu que ces vei-

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nés bleues sont des espaces dont les bulles d’air ont été presque entièrement chassées, de sorte que la glace, qui n’était d’abord que translucide, est devenue transparente en ces endroits.

C’est là la structure veinée ou rubanée des glaciers, structure sur l’origine de laquelle on n’est pas d’accord.

Abordons le problème, et essayons de le résoudre. Sur les névés du Col du Géant et d’autres glaciers, nous avons trouvé de grandes fentes, des failles et des Bergschrunds, qui laissent voir des sections profondes du névé; et, sur ces sections nous avons relevé la trace des bords de couches à demi -consolidées, évidemment dues à des neiges tombées à différentes époques. Le névé est stratifié parce qu’il reçoit de l’atmosphère des accroissements intermittents; et, au premier coup d’œil, nous avons été disposés à regarder les veines bleues comme résultant de cette stratification.

Mais Inobservation et la réflexion sont bientôt venues dissiper cette idée. Et en effet, elle ne pouvait guère subsister en présence de ce fait qu’à la base des chutes de glace les veines sont toujours verticales, ou à peu près. Nous n’avons vu aucun moyen d’expliquer comment les couches horizontales du névé auraient pu être renversées au pied de la chute, de manière à se trouver sur le côté. D’ailleurs l’aspect des veines n’a rien de commun avec celui d’une stratification.

En outre, dans les parties centrales des cascades, il n’y a aucune indication de veines. C’est à la base qu’elles se montrent d’abord, et, dans chaque cas, elles atteignent leur maximum de développement un peu au-dessous de la base. Lorsque nous étions ensemble sur les hauteurs qui dominent le Zâsenberg, et que nous examinions la cas-

cade de la partie du glacier de Grindelwald qui porte le nom de Strahleck, nous n’avons pu douter que ce ne soit à la base de la chute que les veines prennent naissance. Nous avons appelé cette partie du glacier un lieu de structure, pour indiquer que c’est là, et non sur le névé, que se produit la structure veineuse.

Cependant ceci n’est, au fond, que l’expression d’une opinion très- forte ; ce n’est pas une démonstration ; et, dans les sciences, on ne doit se contenter d’une opinion que tant qu’il est impossible d’arriver à des preuves positives. L’amour du repos ne doit pas nous empêcher de chercher ces preuves. Il n’y a pas de conscience plus sévère que celle de la science. Elle exige, toutes les fois que cela est possible, que la conviction particulière soit remplacée par une démonstration probante pour tous.

Supposons, par exemple, que l’on nous montre un cas dans lequel la stratification du névé se prolonge dans le glacier; que nous voyions les plans des couches et ceux

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des lames existant côte à côte, et néanmoins évidemment distincts. Une semblable observation écarterait définitivement la stratification du problème de la structure veinée ; et, ainsi mis à l'abri de cette source d’erreur tentante, nous en deviendrions plus libres de rechercher la vérité.

Nous avons cherché cette preuve concluante sur la Mer de Glace, sans l’y trouver. Nous l’avons cherchée sur les

Structure et »tratitlc«Lioa du glacier d’AleUch.

glaciers du Crindelwald et de l’Aar *, avec aussi peu de succès. C’est sur le glacier d’Aletsch que nous avons, pour la première fois, constaté la coexistence apparente de la stratification et de la structure, l’une coupant l’autre sur le3 parois de la même crevasse. Toutefois ce cas n’était pas assez marqué pour produire une conviction entière, et nous avons visité le glacier de Gôrner afin de poursuivre nos recherches.

Là, chaque jour augmente en nous la conviction que la stratification et la structure sont deux choses différentes. Et cependant les jours se succèdent sans nous apporter

de preuve définitive. Pourtant, nous ne nous sommes pas \

1. Cependant M. Agassiz cite un cas de ce genre, observé sur le glacier de l’Aar.

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épargnés pour y arriver, et si nous revenons sans avoir réussi, ce sera avec la conscience d’avoir fait de notre mieux. Mais là-bas, au pied du Matterhorn, se trouve le glacier de Furgge que nous n’avons pas encore exploré. C’est là que nous ferons une dernière tentative.

Nous abordons le glacier près de son extrémité, et nous le remontons. Nous nous trouvons bientôt en face d’une barrière composée de trois murailles successives de névé, étagées eu gradins. Le pied de chaque muraille est séparé du haut de la muraille suivante par un rebord, sur lequel reposent en ce moment des masses menaçantes d’un névé brisé. Nous sommes entourés de blocs et de débris qui ont évidemment été lancés du haut de ces rebords, sur lesquels d’autres masses se trouvent maintenant en équilibre, et semblent prêtes à tomber à leur tour.

Sur les parois verticales de cette barrière nous voyons, marquées de la manière la plus évidente, les lignes horizontales de la stratification, tandis que quelque chose qui ressemble extrêmement à la structure veinée, parait couper les lignes de stratification presque à angles droits. Mais la surface verticale a subi l’action du temps, et les lignes de structure sont indistinctes, si telle est réellement leur nature. Il s’agit maintenant d'enlever la surface, de manière à découvrir la glace de dessous. C’est un de ces cas comme il s’en est souvent présenté, et dans lesquels on doit mettre en balance la valeur d’une observation et le danger qu'elle entraîne.

Nous n’agissons pas en téméraires; mais, après avoir examiné les rebords et choisi un point d’attaque, nous décidons que le danger n’est pas trop grand pour qu’on s’y expose. Nous arrivonsjusqu’à lamuraille, nous en enlevons la surface, et, pour notre récompense, nous trouvons au-

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dessous les véritables veines bleues. De plus, ces veines sont verticales, tandis que la stratification est horizontale. Robert Bruce, vous le savez, fut défait dans plus d’une bataille ; mais il persévéra, et finit par triompher. Ici, sur

Structure et stratification du glacier de Furgge.

le glacier de Furgge, nous aussi, nous avons gagné notre petite victoire de Bannockburn.

Mais ne nous hâtons pas trop de chanter victoire. Voilà la théorie de la stratification écartée, mais nous n’avons encore rien mis à la place.

Relation entre la structure et la pression. — Cette structure veinée a d’abord été décrite par Guyot, naturaliste Suisse fort distingué, qui habite maintenant les États- Unis. De la passe de Grimsel je vous ai déjà montré le glacier de Gries qui s’étend sur les montagnes de l’autre côté de la vallée du Rhône. C’est sur ce glacier que M. Guyot a fait son observation.

« Je vis, dit-il, à mes pieds la surface entière du glacier couverte de sillons réguliers, de 25 à 50 millimètres de large, creusés dans une masse à demi neigeuse, et séparés par des plaques saillantes de glace plus dure et plus transparente. Il était évident qu’ici le glacier se composait de deux sortes de glace, l’une, celle des silions, neigeuse et

plus facile à fondre ; l’autre, celle des plaques, plus parfaite, cristalline, vitreuse et résistante; il était évident aussi que la résistance inégale que les deux sortes de glace opposaient à l’atmosphère, avait produit les sillons.

Après avoir suivi ces sillons sur une étendue de plusieurs centaines de mètres, j'atteignis une crevasse de vingt ou trente pieds de large, qui, coupant à angles droits les plaques et les sillons, laissait voir l’intérieur du glacier jusqu’à dix ou quinze mètres de profondeur , et présentait une magnifique section transversale de la structure. Aussi loin que ma vue pouvait atteindre, je vis la masse du glacier composée de couches de glace neigeuse, séparées entre elles par les plaques dures dont j’ai parlé, et formant une masse lamelleuse régulière, qui ressemblait à certains schistes calcaires. »

J’ai eu soin de vous indiquer, sur tous les glaciers que nous avons visités, les petits sillons superficiels dont nous venons de lire la description; déplus, vous avez remarqué que c’est surtout dans les sillons que se logent les parcelles terreuses qui se trouvent dispersées sur le glacier. On dirait qu’un râteau a passé sur la glace. Et, toutes les fois que les sillons sont interrompus par une crevasse, la structure veinée se révèle invariablement sur les parois de la fissure. La rayure de la surface est une indication certaine de la structure lamelleuse de la glace à l’intérieur.

Nous avons suivi cette structure dans les différentes parties des glaciersoù elle semontre le plus distinctement, et nous avons .étudié avec une attention toute particulière l’état de la glace sur ces points. Le fait seul de son intersection à angles droits avec les crevasses, est significatif. Nous connaissons l’origine des crevasses; nous savons que ce sont des fissures qui se forment perpendic clairement

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aux lignes de tension. Mais, puisque les crevasses sont perpendiculaires aussi aux plans de structure, ces plans doivent êtrè parallèles aux lignes de tension.

«= Sur les glaciers cependant, il est rare que la tension se présente seule. Sur les bords du glacier, par exemple, où se forment les crevasses marginales, la tension est toujours accompagnée de pression,' 'ces deux forces agissant dans des directions perpendiculaires entre elles. Ainsi, dans ces endroits, la structure veinée, qui est parallèle aux lignes de tension, est perpendiculaire aux lignes de pression.

Il suffit d’un moment pour démontrer ce fait. Représentons par cette figure le lit du glacier, et supposons que

O ÿSÜSÜi

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le mouvement s’opère dans la direction indiquée par *a flèche. Marquons sur la glace trois cercles, l’un au centre et les deux autres sur les bords. Si la pente était uniforme, tous ces cercles suivraient le mouvement de descente, et celui du centre seul conserverait la forme circulaire. Le ralentissement des bords donnerait aux cercles latéraux la forme ovale. Les deux cercles se trouveraient allongés dans un sens et comprime* dans l’autre. En travers du grand diamètre, qui est la direction de la tension se trouvent les crevassée marginales; en travers du petit diamètre mn, qui est la direction de la pression, nous avons la structure veinée marginale.

Cette réunion de la pression et de la structure est constante. Au pied des cascades, où l'inclinaison du lit du glacier change brusquement, la pression suffit, dans bien

des cas, non seulement pour fermer les crevasses, mais encore pour comprimer la glace avec violence. Sur ces points, la structure se manifeste toujours , et va d'un bord à l’autre du glacier. Quand deux glaciers secondaires se réunissent, leur poussée mutuelle augmente encore la structure marginale qui existait déjà dans chaque affluent, et développe de nouveaux plans de lamellation. Aussi trouvons-nous ordinairement une structure bien développée sous les moraines médianes. C’est ce que l’on peut constater, par exemple, sous la grande moraine médiane du glacier de l’Aar.

En effet, sur ce glacier les veines bleues ont été observées trois ans après la première description donnée par M. Guyot, mais d’une manière indépendante de ses travaux. Je dis d’une manière indépendante, parce que la description de M. Guyot, quoique écrite en 1838, ne fut pas imprimée à cette époque, et, en 1841, n’était pas connue des savants explorateurs del’Aar, M. Agassiz et le professeur Forbes. Ce dernier étudia dans la suite avec beaucoup d'attention la question de la structure, et c’est surtout à ses observations et à ses raisonnements qu’elle doit la position importante qu’elle occupe maintenant parmi les phénomènes des glaciers.

Ainsi, sans quitter les glaciers eux-mêmes, nous établissons le rapport qui existe entre la pression et la structure. Y a-t-il dans notre expérience scientifique antérieure quelque chose dont nous puissions rapprocher ces faits? Dans l’étude de la nature , les connaissances nouvelles doivent toujours se greffer sur les anciennes, et en former pour ainsi dire les rejetons.

Clivage de l’ardoise et structure lamelleuse de la glace. — M. Guyot s’est servi d’une expression extrêmement

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heureuse, quand il a comparé la structure veinée au clivage de l'ardoise. Etudions ce clivage, car il donne réellement la clef du problème qui nous occupe en ce moment. Pour cela, il nous faut aller aux carrières de Bangor ou du Cumberland, et nous installer sous les hangars des ouvriers qui fendent la roche. Armés d’un outil pointu qu’ils enfoncent adroitement dans le bord de l’ardoise, ils la divisent en plaques minces, dont les unes servent à couvrir nos maisons, tandis que les autres sont destinées aux enfants de nos écoles. Les surfaces suivant lesquelles la roche se divise, sont appelées ses plans de clivage.

Dans toute la carrière, on peut voir que la direction de ces plans est absolument constante. Comment s’explique cette structure lamelleuse?

On pourrait voir dans ce clivage un cas de stiatification, car il est vrai qu’il se trouve dans différentes parties de l’Angleterre des roches qui peuvent se fendre en plaques minces suivant les plans de stratification. Mais l’examen des roches d’ardoise nous permet de vérifier l’observation, faite, je crois, pour la première fois par l’éminent et vénérable professeur Sedgwick, que les plans de stratification coupent en général ceux de clivage.

Ici, vous le voyez, le cas est tout à fait semblable à celui des lames des glaciers, que nous étions d’abord disposés à attribuer à la stratification. Plus tard, cependant, nous avons vu les plans des lames couper les couches du névé, exactement comme les plans de clivage coupent les couches de la roche ardoisière.

Mais l’analogie ne s’arrête pas là. Le clivage de l’ardoise est resté une énigme pour les géologues, jusqu’à ce que Daniel Sharpe eût découvert que jles coquillages et les autres corps étrangers que l’on trouve dans les ro-

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ches d’ardoise, sont invariablement aplatis dans les plans de clivage.

Entrez dans n’importe quel musée géologique — celui de l’école des mines de Jermyn Street à Londres, par exemple — et regardez les spécimens qui y sont réunis. Examinez particulièrement les trilobites fossiles qui proviennent de la roche ardoisière. Dans certains cas, la pression les a réduits au tiers de leur épaisseur primitive. D’autres spécimens fort nombreux démontrent de la manière la plus frappante l’aplatissement des coquillages.

Aux preuves données par Sharpe, M. Sorby en a ajouté d’autres très- convaincantes, tirées de l’examen microscopique de la roche ardoisière. De ces deux séries réunies il est impossible de ne pas conclure que cette roche a subi une pression énorme suivant une direction perpendiculaire aux plans de clivage, de même que le glacier a évidemment subi une grande pression perpendiculairement à ses plans de lamellation.

Voilà donc la coexistence de la pression et du clivage démontrée; mais nous devons*nous demander si l’une est la cause et l’autre l’effet. Le seul moyen de répondre à cette question est de reproduire artificiellement les conditions qui existent dans la nature, et de voir si nous ne pouvons obtenir ainsi les mêmes résultats.

La substance des roches ardoisières a d'abord été une boue plastique, dans laquelle des fossiles se sont trouvés enveloppés. Imitons l’action de la pression sur cette boue, en la remplaçant par de la cire blanche ramollie. Nous mettons une boule de cire entre deux plaques de verre, préalablement mouillées pour empêcher l’adhérence; puis nous comprimons et nous aplatissons la cire.

Celle-ci est d’abord trop molle pour donner un clivage

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bien net; mais si vous la déchirez, veus pouvez voir qu’allé a pris une texture lamelleuse. Refroidissons-la avec de la glace : jamais ardoise n’a donné un si beau clivage. Il est à peine nécessaire de dire que les plans des lamelles sont perpendiculaires à la direction de la pression.

Une des causes de cette foliation, c’est que la cire est composée de granules dont les surfaces sont les points de moindre cohésion; or, la pression aplatit ces granules et produit ainsi des plans de moindre cohésion, lesquels sont perpendiculaires à la direction de la pression.

Mais, selon moi, la principale cause du clivage est le glissement latéral des parcelles de cire les unes sur les autres. Ce mouvement détruit leur cohésion primitive, et la remplace par une adhérence insuffisante . Ainsi le glissement selon la tangente produit la lamellation, de même que le glissement des roues des locomotives fait exfolier les rails dans le voisinage d’une station.

Au lieu de cire, nous pouvons prendre l’ardoise ellemême, la pulvériser, y ajouter de l’eau, et reproduire ainsi la boue primitive. En comprimant convenablement cette boue, dans une seule direction, nous reproduisons le clivage.

Rappelons-nous maintenant la propriété qu’a la glace fondante de céder à la pression. Rappelons-nous le raccourcissement du Glacier du Géant, et le rétrécissement du Glacier de Léchaud, à Trélaporte. Une telle substance, soumise à une pression lente, doit céder latéralement. Ses molécules glisseront l’une sur l’autre, et la cohésion détruite se rétablira immédiatement par le regel. Elle ne cédera pas d’une manière uniforme, mais suivant certains plans. Elle se liquéfiera aussi, non d’une manière uniforme, mais suivant certaines surfaces. Le glissement et

la liquéfaction se produiront surtout perpendiculairement à la pression, d’où résultera la foliation du glacier.

Tant qu’elle est intacte, la glace foliée résiste au clivage. Le regel, comme je l’ai déjà dit, rétablit la cohésion. Mais lorsque cette glace est exposée à l’action des éléments, sa structure se manifeste, et la glace peut alors être fendue en plaques carrées de 30 centimètres, ou même d’un mètre de côté.