ARTICLE TROISIÈME

Conjectures sur la formation des eaux minérales.

La formation des eaux minérales est, sans contredit, un des phénomènes les plus mystérieux de notre planète. Ce sujet a occupe et occupe encore tous les physiciens, qui cherchent toujours à l'expliquer par une seule cause : c'est ainsi que plusieurs d'entre eux l'attribuent particulièrement à l'électricité ; c'est ainsi que d'autres le rapportent au voisinage des volcans. Que d'hypothèses vieillies ont été ressuscitées dans nos écoles ! Nous voulons tout accommoder à la simplicité de notre esprit; nous voulons tout mettre à notre portée. Quand l'homme ne peut voir, il suppose. Malheureusement, nous n'avons aujourd'hui que des conjectures à offrir sur cet objel .

Je ne saurais assez recommander à mes élèves l'étude des affinités qui expliquent en grande partie la formation des eaux minérales. Cette force, si bien décrite par Galilée, introduite d'abord dans la physique , ensuite dans la chimie , donne la clef d'une multitude de problèmes antérieurement inexpliqués. Les preuves les plus convaincantes que nous puissions emprunter à ces deux sciences sont, sans contredit', celles qui se dédui-

sent de la décomposition et de la recomposition des corps en leurs élémcns. . ,

Les diverses lois d'après lesquelles les diverses solutions des corps s'opèrent dans le sein des eaux minérales doivent être particulièrement examinées. Une des lois les plus impérieuses de l'affinité est que ces solutions s'exercent avec d'autant plus de force que les substances sont plus homogènes- Toutes les fois que les corps perdent leur homogénéité, l'affinité qui les unissait diminue en raison de l' hétérogène ité qu'iLs ont nouvellement acquise.

Il est d'observation journalière que l'eau est le corps de la nature qui a le plus d'affinité pour les substances salines; elle est par conséquent le meilleur dissolvant que ces substances puissent rencontrer : mais leur affinité diffère selon la diversité de leur composition ; voilà ce qui se remarque. Par conséquent, toutes les substances salines ne peuvent pas être également dissoutes dans l'eau. Il faut d'ailleurs distinguer dans une eau minérale les principes qui s'y trouvent en dissolution de ceux qui s'y trouvent en simple état de suspension .

Les eaux qui filtrent dans les entrailles de la terre dissolvent généralement tous ks sels qui se rencontrent sur leur passage. Les substances sa-

ao «Hteia

Unes sont par conséquent les matériaux qui concourent le plus souvent à leur minéralisation ; et

cette minéralisation est d'autant pins forte et plus complète, que les corps dont elles s'emparent ont le plus de cette affinité dont nous venons de faire mention , et que nous mettons en première ligne dans le phénomène intéressant qui nous occupe. Mais, comme tous les chimistes le remarquent, il peut arriver que deux corps qui n'ont pu d'abord s'unir ensemble , s'unissent néanmoins à l'aide d'un troisième corps qui a de l'affinité avec l'un et avec l'autre;- et, par ce nouveau corps, la nature arrive toujours au même résultat.

En général, les acides ont une affinité reconnue avec l'eau, avec les alcalis et avec les métaux, auxquels Us communiquent une forme saline. Ils oxydent diversement ces derniers; ce rjui les rend plus ou moins miscibles à l'eau. II est d'autres substances, telles que le soufre, qui, en s' attachant aux alcalis, auxquels elles se trouvent liées par une affinité puissante, forment une sorte de composition saponacée, que l'on désigne communément sous le nom àefoie de soufre. Ce nouveau corps se dissout parfaitement dans l'eau; la même chose arrive aux substances bitumineuses. Au surplus, la chimie de nos jours procède d'une manière trop exacte et trop rigoureuse pour ne pas avoir apprécié le degré de solubilité de presque

tous les corps; et c'est ainsi qu'elle surprend quelquefois le secret de la nature.

Le phénomène le plus remarquable que présente la solution parfaite des substances minera- Usantes, est que les corps les plus opaques, et d'une gravité spécifique très -considérable, s'y trouvent tellement atténués que rien ne trouble la transparence et la diaphanéité des eaux. La force qui agit ici pour opérer ce merveilleux résultat n'est absolument que la loi d'affinité dont nous avons déjà établi la puissance.

Indépendamment de l'affinité , il est d'autres causes actives qui concourent plus ou moins energiquement à la dissolution des corps dans les eaux qui pénètrent le- sein de la terre ; c'est la vitesse avec laquelle elles parcourent l'espace souterrain. Si leur mouvement se trouve ralenti par une cause quelconque , la dissolution des matières devient moins abondante. Qu'on ne s'étonne donc plus de la prodigieuse diversité des eaux minérales.

Toutes les fois que le mouvement cesse, ou qu'il devient moins impétueux, il est des substances minérales qui se précipitent par la seule i m pulsion de leur gravité , et qui vont s'attacher aux récipiens qui les contiennent ; on les voit se rassembler et se concréter à leur superficie; d'autres

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vont se déposer sur les bords des ruisseaux pour y former des accumulations pins ou moins considérables. C'est surtout l'illustre Andria, de Naples, qui s'était livré aux études les plus profondes sur le phénomène de la minéralisation des eaux. Ce savant observateur remarque que l'eau en courant au travers des entrailles de la terre avec un mouvement plus ou moins précipité , transporte avec elle, outre les minéraux qu'elle dissout parfaitement, d'autres minéraux insolubles , lesquels vont se déposer aux parois des vaisseaux qui les contiennent.

On trouve beaucoup de ces eaux minérales, particulièrement de celles qui contiennent un principe terreux. Le pétrole et les autres matières bitumineuses s'arrêtent souvent sur des pierres et dans un état d'isolement. L'eau sulfureuse est de la même nature, ainsi que l'observe très-bien Andria, surtout celle qu'on trouve dans la Calabre. Les campagnes du Vésuve recèlent des eaux qui sont très-propres à la production des stalactites; on en voit dans la grotte d'Antiparos, dans celle d'Islande; on en rencontre pareillement dans les Pyrénées et dans les Alpes; c'est là qu'on a occasion d'admirer des concrétions qui présentent les formes les plus variées et les plus surprenantes.

L'action du calorique dans les eaux minérales

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est très-remarquable. Ce phénomène semble ne devoir être attribué qu'à l'effervescence souterraine; il est suscité par le mélange de ces eaux avec certaines substances en ignition. L'augmentation et la dimimition du calorique correspondent aux diverses conditions de l'effervescence excitée. Tontes les fois que les particules des corps se rencontrent et se heurtent avec violence , il doit en résulter une chaleur très- considérable. 11 arrive de même que les substances végétales, animales, bitumineuses, s'allument quelquefois jusqu'à l'incandescence.

Ceci rappelle les idées ingénieuses du perspicace Bordeu sur la cause des feux souterrains , à propos des eaux minérales : il attribuait à notre planète une sorte de vitalité semblable à celle qui régit les autres corps de l'univers. « Les animaux, « dit-il, sont sujets à des transports d'hiimeurs, à k des feux intérieurs , à des fièvres qui viennent m toutes les fois que les humeurs, gênées à la cir- « conférence, sont obligées de se concentrer, pour « ainsi dire, et de porter leur fougue dans Tinté- « rieur. De même, supposant dans la ten-e des mah tières de toutes sortes, agitées continuellement, « et transportées dans tous les sens , comme en cir- « culant , ce qui n'est pas difficile à concevoir, et « qui sera facilement accordé par les physiciens ; '< on conçoit aussi que ces matières se dissipent

w plus ou moins vers la surface de la terre, qu'on k pourrait regarder comme un animal qui tran- « spire. Si ces sucs sont retenus, ils forment dans « l'intérieur des amas, des dépôts de foyers qui » viennent à s'enflammer par des attritions re- « doublées , et qui se distribuent mal. Il se forme, « comme un tonnerre , un orage intérieur j et « voilà les feux souterrains accidentels qui sont « fréquens et constans dans certains endroits, ii comme les orages le sont dans d'autres. »

Mais rien n'est plus ingénieux que l'hypothèse de M. Witting, qui, pour expliquer le phénomène de la minéralisation des eaux thermales, accorde à la terre un pouvoir absorbant qu'il prétend s'étendre jusqu'à environ vingt milles géographiques au-dessous de sa surface ; profondeur à laquelle les fluides élastiques doivent nécessai- ( rement être convertis en liquides par la pression qu'ils éprouvent. La chaleur qui se dégage par cette compression sert à échauffer l'eau , et facilite la dissolution des substances salines qui s'y rencontrent.

La calorification des eaux dans le sein de la terre doit donc s'expliquer par la profondeur ; une eau est d'autant plus thermale, qu'elle est tra- . vaillée plus avant dans les entrailles de la terre. Ajoutons que plus elle est comprimée , plus elle

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irouve de substances qu'elle est à même de dissoudre; ainsi donc, concluons que plus une eau est chaude et comprimée, plus elle est dissolvante : dans la machine à Papin, on irait jusqu'à dissoudre de la silice.

M. D'Arcet a trouvé que le gaz qui se développe à la surface des eaux de Vichy , n'était pas, comme on l'avait dit, de l'acide carbonique contenant de l'azote ; il y a trouvé au contraire un air contenant plus d'oxygène que l'air atmosphérique ordinaire, comme est celui des pluies et des neiges. Ceci donne du moins le soupçon que les eaux minérales peuvent tirer leur origine des eaux pluviales. Ces eaux sont portées à de grandes profondeurs dans le sein de k terre, où elles éprouvent de la compression, de la chaleur, et deviennent dissolvantes des principes qui les minéralisent; elles sont ensuite repoussées à la surface, pour obéir à 1a loi du niveau, ou bien à la compression des gaz. Berzélius a émis une hypothèse non moins ingénieuse, en considérant l'ascension de l'eau chaude à la surface de la terre comme le résultat de son remplacement par les eaux froides, qui sont d'une pesanteur spécifique bien plus considérable.

Tous les physiciens ont expliqué par cet accroissement de la chaleur , à mesure qu'on avance vers le centre de la terre, les plus intéressans pbéno-

a6 précis mènes géologiques, mais particulièrement celui de la formation des eaux thermales. « Si l'on con- « çoit que les eaux pluviales, dît M. de Lnplace , h en pénétrant dans l'intérieur d'un plateau élevé, ii rencontrent dans leur mouvement une cavité u de trois mille mètres de profondeur, elles la « rempliront d'abord; ensuite, acquérant dans « cette profondeur une chaleur de cent degrés u au moins, redevenues par là plus légères, elles « s'élèveront et seront remplacées par les eaux <( supérieures ; en sorte qu'il s'établira deux couif rans d'eau, l'un montant, l'autre descendant, » perpétuellement entretenus par la chaleur inté- » rieure de la terre. Ces eaux, en sortant de la » partie inférieure du plateau, auront évïdem- « ment une chaleur bien supérieure à celle de " l'air, au point de leur sortie. »

M. Dubuissotl, dans son excellent Traité de géognosie, donne un grand nombre d'observations de température des mines, qui prouvent queplus on s' enfonce dans l'intérieurdu globe, plus la chaleur devient intense. Il rapporte que les eauxqui filtrent dans ces profondeurs ont la même température que le sol environnant. Si ces eaux, pour remonter à la surface du globe, traversaient des couches mauvaises conductrices du calorique, elles y arriveraient certainement à un degré supérieu r à celui de l'air ambiant, et seraient regardées comme des

eaux thermales. Il est bien probable, d'après cette remarque, que celles de ces eaux qui portent 5o, Go, et jusqu'à 70 et 80 degrés de température, proviennent de profondeurs considérables. Ces observations ont éLé recueillies tant en Europe par diflérens géologues , qu'en Amérique par M. de Humboldt.

11 est des phénomènes qui se manifestent sur les eaux à leur sortie du sein de la terre. On a remarque généralement que les eaux gazeuses, par exemple, bouillonnent davantage à l'approche des orages, sans qu'on ait jamais donné de solution bien satisfaisante de ce fait. Voici celle qui est certainement la plus exacte, d'après le beau travail de M. Longchamp, auquel la chimie est si redevable. Les eaux de Vichy, par exemple, contiennent dans le sein de la terre une quantité de gaz qui ne saurait être dissoute qu'à la faveur d'une grande pression. A mesure que ces eaux arrivent à la surface de la terre , la pression diminue; et, lorsqu'enfin elles sont parvenues à la surface du sol, elles ne sont plus soumises qu'à celle de l'atmosphère ; elles laissent donc dégager le gaz qu'elles ne retenaient que par une pression qui a cessé; mais cependant, comme le remarque trèsbien M. Longchamp, elles ne sont pas libres de toute pression, puisqu'elles supportent encore celle de l'atmosphère ; elles retiennent plus ou moins de

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gaz, ou, ce qui est la même chose, elles en dégagent plus ou moins , selon que la température est plus ou moins pesante. Or, à l'approche des orages, le baromètre descend; l'atmosphère pèse donc moins; et, d'après ce qui précède, les eaux doivent retenir moins de gaz , et par conséquent en laisser dégager davantage qu'elles ne le font dans le beau temps, où le poids de la colonne atmosphérique est le plus fort.

Outre les conditions intérieures déjà examinées, pour que les eaux puissent se minéraliser dans l'intérieur de la terre, il en est d'extérieures qui doivent être soumises à un examen non moins réfléchi , pour ne pas s'exposer à des erreurs graves dans l'appréciation des eaux minérales. Tout ne vient pas du sein de la terre. Combien de substances dans les eaux thermales qui ne s'y engendrent que par le secours des agens environnans ! S'il était vrai, par exemple, que la matière végéto-animale , dont nous aurons souvent occasion de parler, ne fût que le résultat de la décomposition des trémelles ou autres plantes microscopiques, qui s'engendrent tantôt au fond, tantôt à la surface des eaux, nul doute que la nature ne travaille encore les principes minéral isateurs par l'action extérieure de l'atmosphère.

Il serait maintenant curieux de remarquer les

changement qu'ont pu subir les sources thermales depuis un temps très-reculé. Les révolutions physiques du globe ont dû nécessairement influer sur quelques-uns de leurs phénomènes. Si, comme le dit M. Cuvicr, la terre a subi plusieurs change* mens physiques, il est très-certain que la température et le volume des eaux ont eu aussi leurs variations. 11 est des sources qui doivent setre totalement perdues. Combien n'y avait-il pas jadis de fleuves navigables, lesquels ne sont plus aujourd'hui que des ruisseaux!

Ne sait-on pas, d'ailleurs, que les grandes catastrophes du globe, et particulièrement les tremblemens de terre , ont modifié dans quelques occasions les qualités physiques des eaux thermales? Le célèbre minéralogiste M. Brogniart, et d'autres observatéurs , ont très-bien tenu compte de ce phénomène géologique, qui, eu 1660, fit perdre momentanément leur chaleur aux sources de Bagnères-Adour, et la même chose est survenue naguère à l'une des sources de Carlsbad. Quelquefois c'est par un phénomène contraire, une augmentation de température, comme on le rapporte de la source de la Reine à Bagnères-de-Luchon. , On connaît, les changemens opérés par la même cause à la source de Fîsciarelli , près de Naples ; et on en observa de très-extraordinaires dans les sources principales de Tœplitz, à l'époque

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sinistre du tremblement de terre de Lisbonne. Ces divers événemens sont constatés et authentiques.

Il serait sans doute intéressant de mettre les eaux minérales en parallèle avec leurs positions géographiques; d'examiner quels peuvent être leurs rapports avec les terrains d'où elles sourdent; de s'assurer si, dans quelques occasions, le sol qui leur donne issue, ne diflère pas de celui où elles prennentleur développement primitif, etc. ; maïs tous ces faits sont manifestement du ressort de la science minéral ogique. M. Brpgniart les a exposés de la manière la plus-intéressante; il a même écrit sur ces points obscurs avec une réserve prudente , que les vrais savans doivent admirer. Quant à nous, bornonsnpus à ces considérations; imi-; tons Hippocrate et Galieu, qui se sont attachés à étudier les phénomènes du corps , sans trop s'Uj-. quiéter des rapporte qu^ils, peuvent avoir avec les, causes premières qui les produisent. -<^y[ -•)>

SUH LES EAWX MINKRAI.ES.