LA STRUCTURE VEINÉE

La glace glaciaire contient, avons-nous dit, un grand nombre de petites bulles emprisonnées entre les granules de neige , et qui lui donnent une couleur blanchâtre. Cependant, en certains endroits, on constate dans la masse comme une sorte de stratification, qui fait alterner les couches de glace huileuse avec des couches de puissance variable, composées d'une glace bleue, absolument privée de bulles et, par conséquent, homogène, limpide et transparente. Cette apparence particulière, à la* quelle on a donné le nom de structure veinée pour la distinguer de la stratification (mot que Ton réserve pour les différentes couches du névé), est surtout visible sur les parties latérales des

glaciers, aux pieds des séracs et aux abords des moraines. Souvent eJle coupe, à angle droit, la direction des crevasses sur les parois desquelles on peut, dès lors, la distinguer dans toute sa netteté et la suivre à une grande profondeur. A la surface, cette structure se trahit par des stries, semblables aux traces que laisse un râteau sur une allée de jardin ; les couches de glace bleue font saillie sur celles de glace blanche et huileuse, comme si Thomogénéité de la première lui avait permis de résister plus longtemps aux agents de dissolution.

Entrevue déjà en 1814 sur la Mer de glace, par sir David Brewster, la structure veinée a été décrite, en 1838, par M. Guyot, qui l'avait observée sur le glacier du Gries et qui en fit l'objet d'une communication à la Société Géologique de France :

« Je vis sous mes pieds, dit M. Guyot, la sur- « face entière du glacier couverte de stries d'un « ou deux pouces de largeur, creusées dans une «glace d'apparence neigeuse et séparées les « unes des autres par des bourrelets d'une glace « plus dure et plus transparente. Il était évi- « dent que la masse du glacier était ici formée « de deux espèces de glaces distinctes : l'une,

« celle des strier, était blanchâtre et se fondait « plus rapidement; l'autre, celle des bourre- « lets, était plus parfaite, cristallisée, transpao rente et dure. La résistance inégale ofîerte à « la fusion par ces deux sortes de glace, était « la cause évidente de ces dépressions et de ces a saillies. Après les avoir suivies sur plusieurs « centaines de mètres, j'atteignis une fissure « de 20 à 30 pieds de largeur, laquelle, cou- « pantles stries à angle droit, laissait voir jusqu a « 30 ou 40 pieds de profondeur une admirable « section transversale de cette structure. Aussi <i loin que mes regards ont pu atteindre, j'ai vu ce la masse du glacier composée de couches de « glace blanche séparée par une des couches « dont j'ai parlé, le tout formant une masse « aussi régulièrement stratifiée que certaines « roches calcaires. »

Il ne s'est rien dit de plus précis ni de plus clair, aussi avons-nous tenu à citer ce passage dans son entier.

Depuis M. Guyot, la structure veinée a été observée par MM. Agassiz, Forbes Dollfus, et tous les explorateurs des glaciers. Difîérentes théories explicatives ont été émises. On a discuté la priorité de la découverte, le mode de

formation , et, comme pour le mouvement, la controverse a été vive. Mais aucun savant n'a fait sur ce sujet des observations plus suivies et des expériences plus nombreuses que M. Tyndall. Aussi lui devons-nous une nouvelle théorie répondant parfaitement aux données de l'observation et qui peut avoir de précieuses conséquences sur des faits d'un autre ordre : nous voulons parler de la stratification apparente de certaines roches.

Reprenons une à une les différentes explications données pour cette structure.

Théorie par stratification. — On a d'abord cherché à expliquer la structure veinée par la stratification du névé. Les diverses couches successives, en se superposant, seraient sépa rées, d'après cette théorie, soit par les détritus que le vent a répandu à la surface, soit par une croûte très-mince de glace, due à la congélation de la dernière fusion superficielle. L'une ou l'autre empêche la soudure parfaite des couches, comme l'oxyde de battitures empêche, en métallurgie , la soudure du fer. Le mouvement de la surface plus rapide que celui de fond, redresse peu à peu ces différents lits, qui deviennent bientôt verticaux et finissent même

par dépasser cette position pour s'incliner en aval, toit sur mur.

Quelque ingénieuse que soit celte théorie, elle ne saurait être admise, car elle est insuffisante pour expliquer la dififérence qui [existe dans la nature même des glaces bleue et huileuse dont se compose la structure veinée. Par quel phénomène,. en vertu de quelle loi, une couche hibernale se maintiendrait-elle huileuse tandis que celle des hivers précédent et suivant deviendrait transparente et compacte ; et cela avec une régularité qui tendrait à faire croire que la neige change de nature d'un hiver à Tautre? D'autre part, la quantité de neige qui tombe chaque année dans les hautes régions, sans être constante, ne varie cependant pas au point de pouvoir donner naissance tantôt à une couche de quelques centimètres seulement d'épaisseur, tantôt à une couche de plus d'un mètre. La pression étant à peu près la même, sur des couches d'épaisseur égale, le résultat serait évidemment, de produire des lits sensiblement égaux qui se maintiendraient toujours parallèles entre eux pendant le mouvement. Or, ce n'est pas ce qu'on observe : les épaisseurs des veines blanches et bleues, varient pour ainsi dire à

rinfini, ainsi que leur direction. Tantôt elles sont inclinées à 45 degrés sur les rives, en sens inverse des crevasses ; tantôt elles traversent le glacier dans toute sa largeur; souvent elles courent parallèlement à Taxe et aux moraines; souvent enfin elles se plient, se nouent, se redressent et se dénouent en lacets bizarres.

Si le redressement et Tinclinaison des couches en sens inverse étaient dus au mouvement, il devrait s'ensuivre qu'à lextrémité d'un glacier de grande longueur, ces couches seraient bien plus inclinées qu'au front d'un glacier plus court. Peut-être même, si la position verticale était atteinte au milieu du parcours, comme cela s'observe quelquefois, les plans pourraient-ils redevenir horizontaux, mais sens dessus-dessous au pied du glacier. Or, dans cette position, ils n'auraient aucune raison pour s'incliner de nouveau, puisque la surface entière serait composée d'un même plan primitif de stratification. On n'observerait plus la structure veinée à la surface et elle ne resterait apparente, par bancs horizontaux, que sur les parois des crevasses. Nous ne concevons même pas clairement comment les défenseurs de cette théorie entendent que les couches puissent

commencer à se redresser dans les hautes régions; il nous semble que dès qu'une même couche forme la surface, elle ne pourrait pas plus être redressée qu'une planche ne le serait sur un cours d'eau, par exemple.

Il faudrait, pour que le redressement pût avoir lieu, que la partie antérieure de la couche ou de la planche pût être immergée pour être retardée par la moindre vitesse intérieure.

Enfin, l'argument le plus puissant contre la théorie par stratification se trouve dans le fait que la structure veinée est généralement accusée delà façon la plus nette, au pied desséracs, où les blocs se ressoudent aprèsavoir été disloqués, renversés et broyés. Au-dessus des aiguilles, la stratification du névé n'est que peu ou point apparente, tandis qu'au pied de l'escarpement, la structure veinée se développe dans toute sa pureté, c'est-à direen plans verticaux, normaux à Taxe, dont les affleurements, presque droits, se trahissent par les dépressions et les saillies qu'a si bien décrites M. Guyof. Nous ne saurions admettre qu'après la perturbation apportée dans la glace par la cataracte, ces plans puissent se reformer, toujours verticaux et distincts.

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le mouvement et qui, en se remplissant d'eau congelée par l'hiver, donnent naissance aux couches bleues et compactes. Nous repousserons également cette théorie par plusieurs raisons : d'abord la température intérieure du glacier, ne s'abaissant jamais beaucoup audessous de ()% ne permettrait à cette eau de se congeler qu'à la surface : dans les sections observées sur les parois des crevasses, on ne trouverait donc que des couches huileuses séparées par des vides, car au moment de la rupture du glacier toute Feau contenue dans les fissures de M. Forbes devrait s'écouler. Ces vides seraient toutefois, obstrués dans la partie supérieure par un tampon de glace qui ferait saillie, en vertu de la dilatation de Teau au moment de sa congélation. De plus, les fissures originales de Forbes, ne pouvant avoir vraisemblablement pour cause que le mouvement de la masse et le concours des lois, déjà examinées, qui régissent laformationdescrevasses, lastructure veinée devrait être parallèleà celles-ci, tandis qu'elle leur est généralement perpendiculaire. Veut-on admettre que le mouvement ait entraîné les fissures primitives et que la tension ait ouvert une nouvelle crevasse perpendiculai-

rement à leur direction? Nous objecterons que toutes ces petites crevasses ne peuvent se former sans quelques autres plus grandes^ qui resteraient béantes et qui seraient dirigées dans le sens déterminé par Tensemble de la structure même. Enfin, si la glace bleue était due à la congélation de Teau, comme le suppose Forbes, elle présenterait tous les caractères de la glace commune, tandis que ces couches transparentes n'ont abandonné aucune des propriétés de la glace de glacier.

Forbes a renoncé à celte théorie pour substituer à la congélation de Peau, pendant Thiver, cette même congélation due « to a simple « effect of time and cohésion^ » — à un simple effet de temps et de cohésion. — Le sens de ces mots ne nous apparaît pas avec une grande clarté ; peut-être l'auteur a-t-il voulu parler de la regélation ; mais ce phénomène ne peut se produire sur une couche d'eau d'une certaine épaisseur, et, dans tous les cas, cette hypothèse ne détruirait pas notre avant-dernière objection, relative à la direction des veines, par rapport à celle des crevasses.

Théorie par différence des vitesses. — Quelques savants on proposé une explication, d'à-

près laquelle la structure yeinée serait due à la différence de vitesse entre deux tranches longitudinales et contiguës d'un glacier. Le glissement ou le frottement des tranches et de leurs molécules les unes sur les autres, donnerait à la masse l'apparence feuilletée qu'affecte la structure veinée. Mais le mouvement , ayant lieu suivant une direction parallèle aux rives, les veines devraient aussi leur être parallèles ; ce qui n'a pas lieu puisqu'elles forment le plus souvent avec les bords un angle do 45*. — Cette théorie ainsi que celle de Forbes expliquerait assez bien pourquoi la structure qui nous occupe est plus prononcée sur les bords qu'elle ne l'est au centre. En effet, plus la différence du mouvement serait grande, plus la structure serait parfaite. Or, nous savons, par les expériences sur la vitesse, qu'au milieu d'unglacier, le mouvement est assez régulier jusqu'à une certaine distance des deux côtés de l'axe, mais qu'il diminue rapidement en se rapprochant des bords.

Encore fallait-il, pour faire prévaloir cette théorie , expliquer pourquoi la direction des plans de la structure n'était pas parallèle aux rives. M. le D' Whewell a prétendu que le

glissement des molécules les unes sur les au* très avait une tendance à les diriger vers l'axe, par reflet de la vitesse plus grande de celui-ci, qui attire, pour ainsi dire, la glace des parties marginales. Il suppose une vallée remplie de caoutchouc visqueux, et se demande : « Quelles « seront, dans ce cas, les conditions de la masse? « Les bords et le fond seront retenus par le (t frottement, tandis que le centre et la surface <i avanceront plus rapidement , sans toutefois « être entièrement libres. Ce retard dans le « mouvement des bords ( provenant de la vis- « cosité), produira un étirement vers le mi- « lieu de la vallée, où le mouvement est plus « rapide ; par conséquent, la direction que sui- (( vront des molécules en glissant les unes sur « les autres sera obliquée vers le centre. Ce (( glissement disloquera la masse suivant cette « direction, et quoique de nouveaux contacts « ou soudures aient lieu, on peut concevoir (( que le glacier en garde les traces dans la « structure veinée (1).

Tyndall objecte que celte obliquité est loin d'être constatée par ses expériences. « Qu'il y

(1) Tyndall, Glaciers of the Alps, p. 396,

« ait un étirement vers Taxe, est incontestable, « dit-il ; mais que cet étirement entraîne les mo- « lécules, c'est une autre question ( 1 ) . J'ai remar- « que d'ailleurs, ajoute Tyndall, qu'il n*y a pas a de glissement et que Tétirementvers le centre (( ne constitue que la moitié du problème, puis- « qu'il se trouve neutralisé par la poussée vers «les rives (2). Déplus, M, Hopkins a démontré « que les lignes de tension maxima et celles « de vitesse maxima ne pouvaient pas coïn- « cider (3) • »

Une autre objection aux vues de M. Wbewel se tire de ce que les moraines et les blocs, chariés sur le dos du glacier, doivent ensuivre tous les mouvements ; or ils n'ont aucune tendance à s'incliner vers le centre , mais ils cheminent suivant des lignes régulières, parallèles entre elles et parallèles aux rives du glacier. S'il y avait glissement vers le milieu, il n'y aurait qu'une seule moraine centrale, tandis que l'on en compte plusieurs distinctes sur un grand nombre de glaciers.

(1) Tyndall, Glaciers ofthe Alps^ p. 397.

(2) La poussée dont parle l'auteur est probablement produite par la dilataUon en tous sens du glacier sous l'effet de la regétation.

(3) Tyndall, Glaciers of tke Alps, p. 397; voir le chapitre Crevasses, p. 143.

Théorie par ondulations. — Une autre théorie, également proposée par Forbes, s'appuie sur Tanalogie des glaciers-avec les cours d*eau. Tyndall objecte à Texplication donnée parWhei^ell , que la structure veinée ne saurait exister suivant une direction oblique à celle du mouvement. À quoi Forbes répond que les rides que Ton observe sur Peau, dans un canal de bois, par exemple, sont dirigées des parois vers le milieu ; elles intersectent bien la directioo du mouvement principal, parallèle à Taxe, et ne peuvent être produites que par les différences de vitesse. Il ajoute que la structure veinée des glaciers peut n'être due qu'à une cause analogue. Cette objection conduit Tyndall à d'intéressants développements que nous allons chercher à résumer (1).

MM. Weber ont donné une théorie des sillages qu'il est important d'exposer en peu de mots. Lorqu'un rameur retire de l'eau son aviron, des gouttes s'en détachent et troublent en tombant la surface tranquille d'un lac. La succession de ces gouttes forme une série de cercles consécutifs, qui augmentent en diamètre

(1) TyndaU, Glaciers oftheAlps, p. 399.

à mesure que le bateau s'éloigne. Si Ton suppose que rintervalle entre la chute de deux gouttes soit très-petit, en d'autres termes qu'un filet d'eau découle de l'aviron, on obtiendra une série très-rapprochée de cercles, qui se détruiront par leur entre-croisement, pour ne laisser de traces bien nettes qu'au point oîi ils ne s'entre-croisent pas, c'est-à-dire à l'extrémité du diamètre AB, perpendiculaire au sens du mouvement. (PI. IX, fig. 18). Mais tous ces cercles, augmentant régulièrement de diamètre selon la vitesse constante de propagation des rides, Tœil n'apercevra plus que les tangentes i»ii, ùp^ qui leur sont communes. De là le sillage. Le même effet se produira si l'action du filet qui tombe de la rame est remplacée par le choc de la pointe d'un bâton à des places successives et en accélérant le mouvement jusqu'à finir par ne plus émerger le bâton. Le résultat sera encore identique si l'on substitue à l'eau calme et au bâton mobile» un piquet fixe dans une eau courante.

Supposons maintenant qu'au lieu de planter le piquet à une certaine distance des rives du ruisseau , ce qui produirait deux sillages , on le fixe sur le bord ; un seul sillage sera visible,

puisque le second sera détruit par la berge. En multipliant les piquets sur les bords, il se formera une série de rides, toutes parallèles, si la vitesse est uniforme. Dans un conduit de bois brut, par exemple, chaque petite esquille des parois produira une ride qui se dirigera vers le milieu du canal. Mais l'analogie entre ce qui se passe dans un cours d'eau et le fait qui se produit sur un glacier n'est qu'apparente : puisque les sillages sont le résultat d'une succession de cercles, comment, demande Tyndall, supposer qu'il en soit ainsi pour |la| structure veinée? c( Personne ne peut admettre que la glace res* « semble assez à un fluide, pour rendre le gla- (i cier capable de transmettre des ondes, comme « l'eau en transmet autour d'un point troublé « de sa surface (1). x>

Cet argument de Tyndall, tout précis qu'il paraisse, ne nous satisfait cependant pas entièrement. En effet, toute ride n'est pas le résultat d'une série de cercles : ainsi, par exemple, des rides se produisent plus régulières encore dans un conduit de porcelaine lisse et polie que dans un canal de bois brut. Elles ne

(1) TyndaU, Glaciers of the Atps, p. 402.

sont plus dues à des obstacles sur ses bords, mais elles doivent être le résultat de la différence des vitesses. Il n*en reste pas moins vrai, toutefois, que la glace ne saurait transmettre, comme Feau, les ondulations de sa surface.

« De plus, ajoute Tyndall, Tinclinaison des <( rides ne dépend que de la relation entre la « vitesse de translation de Peau et celle de « propagation des ondes. Si les vitesses latérales «f et centrales étaient égales, une perturbation c( momentanée sur le bord produirait un sila lage rectiligne dont l'inclinaison dépendrait « des deux vitesses exercées de translation et « de propagation. Mais si, au contraire, la « première de ces vitesses varie des extrémités « vers le milieu , celle de propagation restant « constante, l'inclinaison de la ride variera, <( c'est-à-dire qu'elle ne sera plus rectiligne, « mais affectera la forme d'une courbe. C'est « en effet ce qui arrive dans les cours d'eau, « mais cette courbure est tout à fait différente « de celle que prend la structure veinée.

« Dans Feau, en vertu de la plus grande vitesse <« médiane, les rides se rapprochent du parai- « lélisme à l'axe à mesure qu'elles s'éloignent « des bords; lorsqu'elles ont dépassé l'axe,

n au contraire, et qu'elles atteignent Teau n raoios rapide de l'autre moitié du conduit, « leur inclinaison avec la direction du mouft vement augmente graduellement. »

La figure PI. IX, fig. 19, que donne Tyndall, fixe parfaitement les idées en montrant la forme des sillages et leur réflexion dans un cours d*eau. Rien de pareil ne s'observe sur les glaciers, où les alternances de glace bleue et de glace blanche prennent les directions les plus variées et les plus contraires. Si cette théorie explique à la rigueur la structure veinée des parties latérales , elle n'est plus applicable à cette même structure, distinctement dessinée au pied des escarpements et des séracs, où la direction transversale des veines constituerait une opposition flagrante avec les théories par les crevasses, par la différence des vitesses ou par les ondulations.

Théorie par pression. — Aucune de ces explications ne paraissant satisfaisante , Tyndall consacra à Tétude de la structure veinée la plus ide partie de son temps, et il ne recula déni peines ni fatigues. S'il croyait découuelque inconnue du^ problème dans un it dangereux, au milieti des crevasses

Tj^JSAfiK

béantes, des aiguilles qui s'écroulent ou des rochers roulants, le danger n'existait plus pour lui. Tout à la poursuite de son but, il ne voyait que la structure veinée, et l'ardeur de la recherche lui faisait négliger jusqu'aux plus simples mesures de sécurité.

Que de mécomptes, que d'espérances déçues et ravivées, que d'éléments divers il a dû rasrembler, avant d'être parvenu à établir sa Théo-^ rie par pression (1)!

Secondé par les recherches de Hopkins, sur les pressions et les tensions des glaciers, recherches dont nous avons parlé au chapitre des crevasses, Tyndall suppose une substance plastique, coulant entre les parois d'un canal. Ses portions latérales, retardées , nous le savons, par le frottement, seront dépassées par les parties centrales. Supposons que trois cercles soient tracés sur la matière en mouvement, quelle qu'en soit d'ailleurs la nature. Si le mouvement est régulier, il aura pour effet de ne pas déformer le cercle du milieu, tandis que ses voisins seront transformés en ellipses, dont le grand axe, représentera la tension, et sera in-

(t) Tjndall, Glaciers of the Àlps, p. 383.

cliné en aval, tandis que le petit axe, représentant la pression, se dirigera vers Tamont (PI. X, fig.20).

Nous avons vu que l'allongement du grand

axe avait pour résultat de crevasser le glacier

dans le sens du petit ; et Tyndall prétend que

la compression du petit a pour effet de donner

naissance à la structure veînée dans le sens du

grand, suivant les hachures représentées dans

la figure. — Dans la partie médiane, là où le

cercle hypothétique n'a pas été déformé, il n'y

a ni tensions ni pressions, partant, ni crevasses

ni structure veinée. M. Hopkins a démontré

que les lignes de plus grande pression et déplus

grande tension sont perpendiculaires les unes

aux autres, et inclinées à 45'' sur les bords,

dans les glaciers de largeur uniforme. C*est à

la structure veinée, apparente sur les rives, que

Tyndall a donné le nom de structure marginale,

« Nous voyons, dit-il, que certaines forces mé-

« caniques peuvent agir sur les bords de tel

« glacier et ne pas agir sur le centre ; et je crois

« que c'est à la pression qu'il faut attribuer ces

(( effets, visibles sur les rives, et qui ne se pro-

« duisent pas sur le milieu (1). »

(I) Glaciers of the Alps, p. 383.