CHAPITRE III

Nature de la glace. — Le mode de formation de la glace glaciaire la fait différer dans sa nature de la glace des rivières et des lacs. Ce ne sont plus ces fines aiguilles formées par l'évaporation, et dont l'élément le plus simple se trouve dans les palmes bizarres que le froid dessine sur les vitres de nos appartements.

La matière première constituante des glaciers, le granule de neige, se retrouve toujours daus la glace arrivée à son état le plus parfait de transparence et d'homogénéité. En vertu de son propre poids, l'eau produite à la surface du glacier pénètre les couches superficielles, enveloppe chaque granule et se substitue à

Pair dans les inlervalies qui séparent les molécules. Cet air s^échappe pour remonter à la surface, mais ses globules sont bientôt arrêtés dans leur mouvement ascensionnel par la congélation de Teau et par le dédale capillaire au travers duquel elles doivent se frayer un passage. De là cette couleur blanche, cette apparence opaque et cette structure poreuse particulière au névé,

A de plus grandes profondeurs, au contraire, reau qui supporte la pression des couches supérieures, peut expulser fout Tair et fermier, comme l'ont prouvé les concluantes expériences de MM. Tyndall et Helmholtz, un ciment parfait entre les granules primitifs. La masse prend alors toute la transparence et l'aspect de la glace ordinaire. Cette cimentation explique pourquoi la glace des glaciers n'affecte aucune forme cristalline bien définie. Les granules, le plus souvent polyédriques, n'accusent pas un nombre déterminé de facettes, aucun arrangement particulier ni aucun plan de clivage. Au choc, cette glace se brise suivant une infinité de plans qui se recoupent en tous sens, dans le plus grand désordre apparent. On a même observé que plus les granules sont gros, plus

est friable le bloc qui en est formé (1). Cette fragilité peut être expliquée, si l'on se rappelle que, dans les expériences sur la regélation^ le plan de soudure était, souvent, plus solide que les morceaux soudés ; moins il y aura de soudures et plus, par conséquent, le morceau se brisera facilement. Nous avons plusieurs fois constaté ce fait en brisant en éclat d un coup de notre alpen-stock, comme on brise une larme sympathique, un bloc de glace à gros grains, tandis qu'un autre, à grains plus fins, pouvait résister à des coups réitérés de marteau. Les fragments, ainsi obtenus, ne présentaient pas plus la forme de cristaux, que des morceaux de brèches, de grès ou de roches agglomérées.

M« de Charpentier affirme que la glace de glacier renferftie toujours des bulles provenant de Tair entraîné par l'eau, et qui s*en est séparé au moment de la congélation (2). Nous croyons que ce caractère ne peut pas être donné comme distinctif, car la glace commune contient souvent un grand nombre de bulles, et

(1) Charpentier y \t. 13.

(2) Charpeniier, p. 14,

celle des glaciers n*en renferme parfois que peu ou point.

Propriétés chimiques. — L'absence de cristallisation apparente dans la glace des glaciers n'est pas le seul caractère par lequel elle diffère de la glace d'eau. La première a pour l'oxygène une beaucoup plus grande affinité ; on prétend même, ce que nous n'osons afBrmer, qu'un outil en fer, enseveli pendant longtemps sous un glacier, en sort à peine rouillé, tandis que dans la glace commune le fer s'oxyde avec une grande rapidité. On affirme aussi que l'asphyxie est assez prompte dans les crevasses par suite de l'absorption par les parois d'une grande quantité de l'oxygène de Tair.

L'eau qui s'échappe des glaciers a un goût différent de Teau de pluie ou de cdle qui provient de la fusion de la glace ordinaire; elle est fade, malsaine et présente les inconvénients d'augmenter la soif, d'empêcher la marche et d'occasionner des douleurs d'entrailles. La cause de cette insalubrité est que l'eau provenant de la glace des glaciers est peu riche en oxygène et en acide carbonique. Une des conciliions de salubrité de l'eau est qu'elle soit érée, comme on le dit en style non scienti-

fique. La grande affinité de la glace glaciaire pour Toxygène doit tenir justement à ce que cette glace n'est pas oxygénée.

Les montagnards qui connaissent ces effets évitent avec grand soin de boire de cette eau de fonte et lui donnent Tépithète dVati sauvage (wildwasser) ^ tandis qu'ils professent un véritable culte pour les eaux vives. Cette vénération pour les sources est si grande, que les immenses glaciers, têtes de nos grands fleuves, n'en sont pas, à leurs yeux, les véritables origines : ils baptisent, par exemple, du nom de source du Réône un petit ruisselet qui sort de terre à la température de 12 degrés, derrière les dépendances de Thôtel de Gletsch, et qui joint son filet limpide, mais régulier été comme hiver, aux centaines de mètres cubes d'eau sauvage et jaune qui s'échappe de la voûte du glacier.

L'affinité de leau glaciaire pour Tacide carbonique est telle qu au dire de M. Tschudi, lorsque les montagnards n'en peuvent pas boire d'autre ils la soumettent à un traitement qui la rend très- vite excellente à tous les usages :

« Les bergers qui passent l'été dans les verts « pâturages situés au milieu des mers de glace

« de Zàsenberg et du Bânîsegg, portent au haut « de grands rochers, des morceaux de glac^ « qu'ils laissent fondre au soleil. L'eau qu'ils « recueillent au bas est excellente à boire. Les « chasseurs de chamois répandent aussi sur les « rochers de la glace de glacier et se désaltè- « rent de Teau qui en découle. Si peu potable (( en effet que soit l'eau de glacier au moment « où elle se produit, il suffit qu'elle ait coulé « un instant sur la pierre pour se charger d'ace cide carbonique et prendre une saveur excel- « lente. Hugi a également fait Fexpérience « qu'en la fouettant dans un vase, elle absorbe « tout de suite une quantité suffisante d'acide « carbonique

« Un spéculateur du siècle dernier, le doc- « leur Salchli, voulut tirer parti de cette pro- <( priété chimique des glaciers et prépara un « esprit de glacier qui, sous les auspices du « grand Haller eut pendant quelque temps « beaucoup de vogue (1). »

Température intérieure des glaciers. — Le névé ne peut pas se transformer en glace sans le concours de l'eau d'infiltration ; celle-ci ne

(1) Tschudi, t. III, p. 82.

pouvant se produire sans ]a fusion ou la pluie dans les basses régions, on pourrait conclure que la température de la surface doit être supérieure à 0. Mais, pour peu que ce degré soit dépassé, la neige ou la glace avec laquelle celte eau est en contact la ramène à zéro, et Ton peut établir que, sauf quelques légères fluctuations dues à la radiation diurne ou nocturne, la moyenne de la température super-ficielle oscille toujours autour du point de congélation.

De nombreuses expériences ont prouvé qu*il en était de même dans Tintérieur de la masse. En 1842, M. Agassîz fora, au glacier del'Aar, quelques trous de sonde dont Tun atteignait la profondeur de 60 mètres. Il étudia, avec cette exactitude consciencieuse qui lui est particulière, les températures à différentes profondeurs. Il trouva qu'il n y avait de variations sensibles, dues à la température extérieure, qu'à la partie superficielle, et qu'à 2"*, 50 ou 3 mètres, le thermomètre se maintenait régulièrement à deux ou trois dixièmes de degré au-dessous de zéro. La moyenne de quinze observations, faites à des profondeurs différentes, donnèrent — 0%22. Quant à la tempéra-

ture do fond du puits de 60 mètres elle restait invariablement à O*". Il put en conclure que 0** était la température uniforme de la surface jusqu'à 60 mètres. Le savant observateur voulut savoir si cette uniformité se maintenait pendant Thiver. A cet effet, il plaça un thermomètre à minima dans un trou de 2''10 et, après deux années de séjour dans la glace, de 1842 au printemps de 1844, il constata que le minimum était descendu pendant tout ce temps à — 2*,1 , tandis que la température extérieure s'était considérablement abaissée. Ainsi, toute la masse, été comme hiver, est loin de participer aux variations extérieures, et sa température se maintient voisine de zéro, sauf dans les couches superficielles extrêmes. La dilatation du glacier peut donc se faire de deux manières : en hiver, à la surface, par la congélation directe, et dans Tintérieur, où la température reste voisine de zéro, par la regélation.

On pourrait par la voie du raisonnement arriver à établir que la température intérieure d*un glacier doit se maintenir toujours à zéro : il est démontré que, lorsque de la glace se fond dans de Teau^ le liquide, fût-il placé sur

un réchaud, se maintient à zéro tant que le dernier morceau n'aura pas achevé de se dissoudre. De même, dans un vase réfrigérant, la masse se maintiendra à zéro tant que la dernière goutte d'eau n*aura pas été congelée. Un glacier n'est qu'une énorme éponge dans laquelle la glace et Teau sont toujours en présence; tant qu'il y aura de la glace, et tant qu'il y aura de l'eau, sa température restera toujours à zéro. I^a seule cause qui pourrait encore refroidir la masse, si toute l'eau se congelait, serait la température, extérieure; mais les expériences prouvent qu'elle ne pénètre qu'à une profondeur insignifiante.

Température du lit. — Quant à la température du lit d'un glacier ou de sa couche en contact avec le sol, les observateurs ne sont pas d'accord, et les divergences d'opinion sont d'autant plus regrettables, que de cette question dépendent toutes leâ théories émises sur le mouvement. En effet, si le terrain sur lequel repose un glacier est congelé, l'adhésion de la glace sera trop forte pour autoriser mi\ glissement et la masse ne pourra plus obéir aux lois seules de la pesanteur* Les partisans de la théorie du mouvement

pefi* glissement, se basent sur ce que la chaleur terrestre intérieure est suffisante, non- seulement, pour élever au-dessus de zéro la température du lit, mais encore pour fondre la couche inférieure de glace. Voici commen»

s'exprime à ' cet égard Tauteur anonyme d'un très-intéressant article du Quarlerly Review ( 1 ) . « Il n'y a qu'une très-petite déperdition de « chaleur au travers de la croûte solide entre « les parties intérieures du globe et l'air am- H biant. Sila température atmosphérique d'un « pointquelconquedu globe était constante, par (s exemple égale à la température moyenne ance nuelleje d^ré de chaleur du ^1 en ce point « serait le même que la température constante « de ratmosphère. A chaque points à quelle « profondeur donnée que ce soit, la tempéra- « ture du sol offrirait sur celle de l'atmosphère c( un excédant de l'^F,, par chaque^ 70 pieds « de profondeur. C'est ce que Ton entend par a la température moyenne terrestre. Mais le « degré de chaleur atmosphérique change « d'une saison à Tautre et modifie la tempé- « rature du sol. La variation produite par ce

(1) Juillet 18G3,n* 3^, p. 88.

« fait est la plus grande immédiatement au-

<i dessous de la surface et diminue avec la pro-

« fondeur, jusqu'à ce qu'elle devienne insen-

a sible à 60 ou 80 pieds. De plus, la température

« varie du jour à la nuit et influe sur celle du

« sol ; mais à une profondeur de 1 ou 2 pieds

« seulement. Il y a donc une variation diurne

« jusqu'à 1 ou 2 pieds et une variation an-

« nuelle jusqu'à 60 ou 80. A une profondeur

« plus grande la température de chaque point

« est la température moyenne terrestre, inva-

« riable toute Tannée» mais augmentant en

« raison directe de cette profondeur.

c( Si la couche supérieure du globe était de « la glace, comme il est permis de l'admettre « dans le cas des glaciers, rien ne serait changé, « parce que la glace, aussi longtemps qu'elle « reste à l'état solide, c'est-à-dire à une tem- « pérature inférieure à zéro, permet au calo- « rique de la traverser d'après les lois qui ré- « gissent tous les corps solides. La glace ne « diffère des autres solides qu'en ce qu'elle « cesse de l'être à la température de zéro de- « gré. Or il est démontré que la chaleur tera restre est plus que suffisante pour élever au- « dessus de zéro la température de la base du

« glacier ; une partie du calorique sera donc « employé à élever la température du lit, « tandis que Tautre fera fondre la glace en « contact a^ec le fond. D'où il résulte qu'aucun a glacier ne peut être gelé sur son lit. »

11 semble cependant que s'il est interdit à la glace de se conserver à la surface du sol, on ne pourrait pas expliquer l'existence de ces gtacières naturelles qui contiennent des centaines de mètres cubes à 20 mètres et plus de profondeur, là où la température moyenne terrestre est supérieure à 1 d^é et n*a pas la facilité de rayonnement qu'elle trouve à la surface.

D'autre part, la glace, en se fondant, absorbe 60 degrés de chaleur (1), elle peut donc s'emparer d'une certaine proportion du calorique rayonnant de la terre et le répartir dans sa masse en laissant le lit à zéro. Si cette chaleur est moindre que la chaleur nécessaire à la fusion, la glace changera peut-être d état moléculaire mais ne se fondra pas. « Le contact de « la glace prête à fondre, dit M. Thury (2), joue « en quelque sorte, vis-à-vis de l'air un peu

(1) Deluc. Annales de physique et de chimie, t. XXI, p. 125.

(2) Bibliothèqae universeUe. février 1861, p. 112.

« plus réchauffé qu'elle, le rôle d'un corps vi- « vement absorbant. »

La glace peut donc emmagasiner de la chaleur. Or si elle possède cette propriété vis-à-vis de Tair, il est probable qu'elle la conserve en contact avec tout autre corps et en particulier avec le terrain.

Ajoutons encore que le lit d'un glacier, généralement composé de matériaux divers et désagrégés, ne présente pas une surface lisse, imperméable et de conductibilité homogène.

L'eau d'infiltration, s'introduit entre ces matériaux ; s'y congèle comme celle du glacier par la regélation; elle cimente les graviers, les sables et les boues, pour ne former qu'une masse à zéro degré sur une certaine profondeur. On sait aussi que dans les montagnes l'accroissement de la température intérieure avec la profondeur est moins rapide que dans les plaines, et que les variations annuelles y sont moins sensibles.

En tenant compte de ces faits, ce qui pourrait à la rigueur être vrai pour un lit de roches dures et polies, cesserait d'être applicable au sol commun des glaciers.

L'esprit net et lucide de M. de Charpentier

tire de faits différents, mais plus concluants encore, la preuve de la congélation du lit (1). Il fait remarquer que si le lit d'un glacier n'est pas gelé, et si la chaleur terrestre est la cause par laquelle, la glace en se fondant, produit les eaux hibernales après la cessation complète de la fonte extérieure, on ne saurait exph'quer pourquoi ces mêmes eaux, au lieu de conserver leur volume, vont constamment en diminuant jusqu'au retour du dégel, de manière qu'elles sont à leur minimum, non pendant les mois les plus froids, mais seulement à la fia de l'hiver. Tous les torrents qui sortent des glaciers en donnent une preuve évidente. Comment expliquer cette diminution? Le froid extérieur peut-il pénétrer, au travers de la masse, jusqu'au fond? ce serait la solution la plus aisée; mais les expériences de M. Agassiz ont établi que la température intérieure des glaciers reste constante à partir d'une faible profondeur. Ce froid peut-il pénétrer par les couloirs qui servent d'issue à l'eau? Mais en hiver, tous ces couloirs à l'exception du principal sont' obstrués par une couche épaisse de

(1) Chaf*pentierj p. 89 et suivantes.

neige qui en défend Fentrée ; quelquefois même cette entrée est bouchée par les glaces, et le glacier ne donne plus d'eau. Nous avons vu en novembre 1860 et en avril 1861, les petits glaciers très-élevés du Tiefenbach et du Siedelbach, qui descendent du Gallenstock, ne pas donner une seule goutte d*eau et n'indiquer leur fusion que par quelques rares et minces stalactites, suspendues au rocher qu'ils surplombent. En janvier 1854 les glaciers delà Sardasca et de la Silvretta (Grisons) ont laissé complètement à sec le lit de la Landquart.

En serait-il de la sorte si le lit n'était pas gelé?

Il nous semble que la chaleur terrestre, toujours la même, maintiendrait aux torrents un régime constant qui ne serait diminué en hiver que du produit de la fonte superficielle non absorbée ; il est donc difficile de l'invoquer et il nous paraît plus logique d'attribuer les eaux hibernales à des sources vives, plus ou moins thermales, dont la température et les vapeurs maintiennent les glaces en fusion sur leur parcours. On trouve des sources vives dans le voisinage de presque tous les glaciers; pourquoi serait-il interdit d'en supposer d'autres

sous les glaces ? Cette exclusion parait impossible (1).

M. de Charpentier va plus loin encore, il quitte les hypothèses pour s'appuyer sur des faits (2) : • L'un est tiré du glacier de Giétroz, « dans la vallée de Bagne, le même qui en « 1595 et plus tard en 1818 barra la vallée, « arrêta le torrent de la Dranse, le fit refluer « et le transforma en un lac de trois quarts de « lieue de longueur, qui, le 16 juin à 4 heures « du soir, par une rupture du glacier, s'écoula « tout à coup et dévasta le fond de la vallée « jusqu'à la rencontre du Rhône au-dessous « de Martigny. Pour prévenir le retour d'un « événement aussi désastreux pour la contrée, c( le gouvernement du canton du Valais y fait « faire toutes les années, depuis 1821, destrat vaux dans le but de maintenir ouvert le canal *( ou plutôt la galerie par laquelle le torrent « passe sous cette barre de glace. Pour obtenir « ce résultat, on enlève une portion du glacier « jusqu'à son lit, formé de gravier entremêlé « de quelques gros blocs de roche. On com-

(1) Charpentier, p 95.

(î) Charpentier, p. 95.

« mence ordinairement ce déblayement vers le « milieu de juin et on le continue jusques vers « la mi-octobre. Eh bien ! toutes les années « depuis le commencement du travail jusqu'au « moment où on Tarrête, à cause de la mau- « vaise saison, on a trouvé le lit du glacier « gelé, à l'exception d'une bande d'environ « 10 pieds de largeur, qui longe le torrent, et « où le terrain a été dégelé par les infiltrations « de la Dranse et, probablement aussi, par le c< courant d*air qui doit exister entre la surface u de l'eau et la voûte du glacier. »

Depuis 1841, époque à laquelle écrivait M. de Charpentier, ce travail a été exécuté pendant plusieurs années et toujours dans les mêmes conditions ; aujourd'hui on a fait des travaux spéciaux permanents, qui suppriment et remplacent cette coupure annuelle.

L'altitude du glacier de Giétroz est d'environ 2000 mètres et par conséquent inférieure de 300 mètres au moins, à la ligne où la température moyenne de la surface de la terre est à zéro.

Nous aurions évité au lecteur celte longue discussion sur la température du lit des glaciers, si de la congélation ou non-congélation de ce

— sont, ne dépendait pas toute la théorie du mouvement des glaces. On comprendra donc que nous ne puissions trop accumuler de preuves, et on nous permettra dMnsister pendant quelques lignes encore sur cette importante question.

Un autre fait invoqyé par Charpentier pour prouver la congélation du lit, se trouve dans l'existence de quelques plantes (1) qui, ensevelies sous les glaces dans un mouvement progressif du glacier du Tour, dans la vallée de Chamounix, furent mises à découvert quatre années plus tard lors de son retrait, et revinrent à la vie au printemps où elles revirent le jour. Pour que ces plantes aient pu se conserver aussi longtemps privées d'air et de lumière, il faut admettre que le sol, dans lequel elles se trouvaient, ait été gelé; condition sans laquelle l'humidité les aurait infailliblement fait pourrir. Venetz et Thomas ont constaté le même phénomène dans les vallées d'Herens, de Viége et de Saas, et les habitants de Zermatt conservent des traditions, dont Fauteur des Essais sur les glaciers ne veut pas garantir

(l)Le Trifolium Alpinum qui exige au moins 40 années pour prendre le développement auquel il a été retrouvé. Charpentier, p. 96 et 99.

Texactitude, mais d'après lesquelles le glacier de Gorner, ayant envahi près du hameau d'Aroleit des champs fraîchement ensemencés d'orge, y aurait séjourné deux ans, au bout desquels il se serait retiré; la graine alors, n'ayant rien perdu de sa faculté germinatrice aurait levé et mûri.

EniSn, comment expliquer l'adhérence de la corniche des rimayes au rocher si celui-ci n'était pas gelé? (PI. II, Fig. 3) ; et comment, à quelques pieds de profondeur, le sol des tourbières de laBrévine, dans le Jura neuchâteîois, ne dégèlerait-il pas de toute l'année si nous admettons que la chaleur terrestre soit suffisante pour élever à plus de le lit d'un glacier (1) ? Nous concluons donc avec Charpentier « que partout « où il y a contact immédiat entre le sol et la « glace, la température ne peut jamais s'élever a au-dessus de zéro et que par conséquent il c< ne peut y avoir de dégel en aucune saison ; « mais nous croyons au contraire qu'elle est au- « dessus, partout oti le lit est en contact avec « l'eau, opinion confirmée par l'observation

(1) Charpentier, p. 100»

« rapportée plus haut de la bande de terrain « dégelé le loug de la Dranse sous le glacier « de Giéfroz (!)• » Nous pouvons enfin invoquer, à Tappui de la congélation du lit, le phénomène des glacières naturelles si bien explique par M. le professeur Thury dans les Archives de la Bibliothèque universelle de Genève, février 1861.

Glacières naturelles. — Ce savant physicien nous apprend que la température moyenne du sol est de + 0'.6 jusqu'à + 5*.3 dans les diverses glacières naturelles qu'il a visitées ; la glace s'y forme cependant en quantité considérable au printemps et en automne, et les causes de ce phénomène sont de deux natures.

1** Dans certaines glacières, qui n'ont avec l'extérieur qu'une seule communication ou plusieurs de même altitude, Tair en hiver ou pendant la nuit, s'il est plus froid que celui du fond, tombe par Touverture en vertu de sa plus grande pesanteur, déplace et expulse Tair plus chaud et congèle l'eau de la caverne. En été ou pendant le jour,, au con-

(1) Charpentier, p. 100. Voir sur la température des lits de glaciers le chap. IX de l'ouvrage de M. Bischoff où l'auteur conclut aussi à une température de 0**.

traire, l'air de la glacière étant plus froid et plus lourd que celui de Tatmosphère ne pourra pas en être chassé par celui-ci. Il restera au fond, demeurera immobile, et, dans cet état, ne transmettra la chaleur que très-difficilement par conductibilité. Le rayonnement des voûtes et la chaleur propre du sol ne fondront qu'une petite quantité de glace, parce que celle-ci absorbe beaucoup de calorique pour passer à l'état liquide. M. Thury nomme ces glacières, statiques.

2"" Il appelle au contraire glacières dynami-ques^ celles qui sont en relation avec Textérieur par plusieurs cheminées ou galeries d'altitudes différentes. La colonne d'air de la cheminée étant, en été, plus lourde que la colonne extérieure correspondante, descendra dans la cavité pour s'échapper en courant froid par l'orifice inférieur. En hiver au contraire, cet air étant plus chaud, s'élèvera dans la cheminée et y appellera l'air froid extérieur par Tentrée la plus basse.

Ne peut-on supposer quelque chose d'analogue sous les glaciers, dont les crevasses, les galeries d'écoulement, les fissures peuvent, ce semble, constituer des glacières statiques ou

dynamiques en grand nombre, par le moyen desquelles la chaleur terrestre serait rapidement extraite si elle parvenait en quantité appréciable jusqu'au lit du glacier? Nouscroyons qu'il y a de grands enseignements à tirer des glacières naturelles pour les conditions de formation de la glace et pour la glaciologie en général, et nous devons regretter que, jusqu'à ce jour, elles n'aient été envisagées que comme des curiosités naturelles.

Nous regrettons surtout que M. Thury, qui a spécialement dirigé son attention sur ce point, n en ait pas tiré quelques conclusions, et qu'il nait pas fait certains rapprochements . qui , sous son autorité scientifique incontestée, auraient jeté quelque jour sur des problèmes renfermant encore tant d'inconnues.