SOUS-MARINES

La minéralogie et la géologie sous-marines ont pour objet l'étude des matériaux solides formant le sol des mers, la connaissance de leur nature et de leur mode de distribution. Ces matériaux ont une origine inorganique comme les débris arrachés aux rivages, les sédiments apportés par les fleuves, les poussières transportées par les vents et répandues sur de vastes espaces océaniques, les roches de formation chimique créées au sein même des eaux ; ou bien ils ont une origine organique comme les restes solides, squelettes et carapaces des myriades innombrables d'êtres marins qui, après leur mort, abandonnés aux seules lois de la pesanteur, descendent lentement et vont s’amonceler dans les profondeurs.

Nous exposerons d’abord la façon de reconnaître la nature de ces éléments c’est-à-dire les procédés employés pour leur analyse ; nous décrirons ensuite leur composition chimique ou minéralogique et enfin leur répartition telle qu’elle a été observée pendant les diverses expéditions maritimes.

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124 MINÉRALOGIE El! GÉOLOGIE.

Analyse des sédiments.

Historique. — Delesse ! a Le premier étudié d’une manière systématique les matériaux solides contenus dans les mers ou portions de mer peu profondes. Pour les sables, il procède de la façon suivante :

Il attaque d’abord par l'acide chlorhydrique, ce qui permet, grâce à une sorte de décapage, de reconnaître beaucoup plus facilement les différentes roches. Le silex, par exemple, prend une teinte légèrement opaline qui le distingue du quartz, la glauconie acquiert une belle couleur verte, le quartz lui-même se débarrasse de l’oxyde de fer qui le dissimule sous une teinte jaune ou rouge.

L’acide carbonique est dosé avec l'appareil de Will; on chauffe, pour attaquer non seulement le carbonate de chaux mais le carbonate de magnésie et le carbonate de fer, s’il s’en trouve présents. Le résidu de l’attaque par l’acide chlorhydrique est jeté sur un filtre, lavé, desséché et pesé. Tous les carbonates sont dosés comme carbonate de chaux d’après la quantité d’acide carbonique trouvé.

Delesse a remarqué que si, au poids de carbonate de chaux calculé, on ajoute le poids du résidu de lattaque, la somme reste toujours inférieure à 100. il attribua cette différence à la perte pendant l'expérience, à la disparition de sels solubles et à ce que l’oxyde de fer, l’alumine, les diverses bases ainsi que la silice, sont tous dissous par l’acide. En effet, la partie argileuse du dépôt est souvent attaquée, même quand on emploie de Pacide faible et particulièrement si échantillon contient du feldspath décomposé.

Le fer oxydulé est reconnu et dosé en traitant le sable par un aimant. Les résultats ainsi obtenus ne sont point parfaitement exacts parce que, d’une part, on enlève, indépendamment du fer oxydulé, les gangues qui lui sont adhérentes, et d’autre part, il est très difficile de le séparer complètement même en prolongeant beaucoup

1 Delesse, Lithologie du fond des mers, Paris, Eug. Lacroix, 4 886.

l'opération. Cependant, ces deux causes d'erreur, agissant en sens inverse, tendent à se compenser.

Les dépôts marins contiennent des matières solubles. Le chlorure de sodium est retenu en proportion d'autant plus considérable que le sable est d’un grain plus fin et plus poreux et alors avec assez de force pour qu’il devienne nécessaire d'employer l’eau bouillante pour s’en débarrasser complètement. On trouve, en outre, des matières organiques solubles dans l’eau, fournies par les débris d’animaux ou de végétaux. Les sables argileux contiennent toujours la plus forte proportion de matières solubles.

Le triage des éléments des sables était fait à la loupe ou au microscope, grain à grain, après décapage avec un acide.

Pour certains échantillons, on déterminait la portion restant sur un tamis à mailles carrées ayant une diagonale de 1 mm. Quand un dépôt était vaseux, Delesse le lévigeait et pesait le résidu qu'il regardait comme composé de sable, de gravier ou de débris de coquilles. Il dosait parfois aussi séparément le carbonate de chaux contenu dans la partie délayée par l’eau et dans le résidu.

Après Delesse, MM. Wallich, Gwynn Jeffreys et le Dr Carpenter ont examiné, au point de vue des organismes qu'ils renfermaient, les échantillons de fond recueillis pendant les expéditions du Porcupine et du Valorous!.

M. Ludwig Schmelck ?, en 1881, a étudié les matériaux rapportés par les sondages des expéditions norvégiennes du Vüringen. Les échantillons étaient au nombre de 375.

L'auteur lave à plusieurs reprises à l’eau distillée froide ; il dessèche éntre 100 et 110 degrés, calcine quelques grammes au four Perrot dans un creuset de platine et évalue la perte de poids qu’il considère comme de l’eau et des matières organiques. Il prend ensuite 10 ou 5 grammes de l'échantillon non calciné, selon son degré d’homogénéité, les fait bouillir pendant un quart d’heure avec 80 ou 40 emcb d'acide chlorhydrique étendu (20 d’acide pour 100 d’eau).

1 Dr Wallich, The North-Atlantic sea bed, Preliminary Report of the Scientific Exploration of the deep sea in H. M. Surveying vessel « Porcupine », 1869 (n° 124, Procedings of the Royal Society), The Valorous Expedition. Reports by D° Gwynn Jeffreys and Dr Carpenter (Proceedings of the Royal Society, vol. XXV, n° 173).

2 Ludwig Schmelck, On Oceanic deposits, The Norwegian North-Atlantic Expedition. (AMIXE

On filtre, on étend à 500 ou 250 cmcb avec de l’eau distillée; on détermine à la façon ordinaire, dans 50 ou 25 cmcb de cette solution, le fer, l’alumine, la chaux et la magnésie. Au cas où lon voudrait doser la silice, ce qui n’est nécessaire que dans les analyses très précises car on n’en trouve jamais que de très faibles traces, on devrait préalablement évaporer à siccité et reprendre par lacide étendu.

Dans une autre portion de la liqueur, on titre le protoxyde de fer par le permanganate de potasse ; puis, la proportion totale de fer après désoxydation par le zinc.

Le résidu, insoluble dans l’acide chlorhydrique étendu, est bouilli avec une solution de carbonate de soude pour déterminer la proportion d’acide silicique présent dans les silicates décomposés puis chauffé fortement au four Perrot et pesé. Une portion (0,8 à 0,9 g.) est fondue avec du carbonate de potasse et du carbonate de soude ; on se débarrasse de la silice et l’on précipite l’alumine, le fer et la magnésie à la manière ordinaire. On dissout le premier résidu, après l'avoir pesé, dans de l’acide chlorhydrique concentré et on détermine le fer en précipitant avec de l'ammoniaque, la précipitation de l’alumine ayant été préalablement évitée par de la soude.

Enfin, le dosage de l’acide carbonique s'exécute au moyen de l'appareil S.-W. Johnson.

MM. John Murray et À. Renard ont analysé les sédiments recueillis par le Challenger. Leur travail n’a pas encore été publié dans son entier, mais ils ont donné un aperçu général des procédés qu’ils ont employés !. Ces deux savants ont examiné, en outre des échantillons du Challenger, ceux provenant d’autres vaisseaux anglais, Porcupine, Bull-Dog, Valorous, Nassau, Swallow et Dove ; de l’expédition norvégienne dans l’Atlantique nord et des vaisseaux américains Tuscarora, Blake et Gettysburg.

La description indique l'espèce de dépôt (red clay, blue mud, globigerina 00ze, etc.) et ses caractères macroscopiques, sec et humide. L'analyse chimique complète est parfois donnée, et toujours acide carbonique, en opérant sur 1 gramme de matière et en employant de l’acide chlorhydrique faible et froid. Les carbonates de

1 Murray and Renard : On {he nomenclature, origin and distribution of deep sea deposits, Proceedings of the Royal Society of Edinburgh session 4883-84.