ACCROISSEMENT DE LA TEMPÉRATURE^ ETC

trouve corroboré par ce qui s'observe depuis que le forage est terminé : les eaux jaillissent de 548 mètres de profondeur^ arec une température de 27% 6, peu différente de la température 27% 76 fournie par le calcul.

Pour compléter Ténumération des circonstances venant troubler la régularité qui devrait présider à la distribution de la température dans l'intérieur de l'écorce terrestre, ajoutons que le mode de déperdition du calorique n'y est pas plus régulier que son mode d'arrivée. La quantité de cette déperdition varie d'une contrée à l'autre ; elle n'est pas la même au fond de l'océan et sur le sol émergé, sous l'équateur et vers les pôles, en été et en hiver. Les matériaux constitutifs de l'écorce terrestre changent rapidement de nature, dans le sens horizontal et dans le sens vertical; avec eux, varie le degré de conductibilité pour la chaleur. M. Henwood a constaté, au même niveau, une différence de 2 à 3 degrés entre les couches schisteuses et le granité. Cette différence étant à l'avantage du granité, il s'ensuit que les lignes isogéothermes qui parcourent le terrain schisteux s'infléchissent lorsqu'elles rencontrent le

granité.

En terminant ces considérations, je dirai avec M. d'Archiac, « qu'il suffit de jeter un coup d'oeil comparatif sur l'ensemble des observations faites, soit dans les galeries de mines, soit dans les puits de mines, soit dans les puits artésiens, pour reconnaître que Ton est encore loin de pouvoir établir la moyenne de Taccroissement de température dans les lieux profonds. Mais, ajoute M. d'Archiac, lorsque les matériaux seront devenus plus nombreux , on devra s'occuper d'un travail général , analogue à l'excellent mémoire que M. Cordier a publié en 1827, et dans lequel tous les éléments acquis à la science seront i*epris et discutés, ainsi que les méthodes d'ex-

i02 PRODROME DE GÉOLOGIE.

périmentation qui ont été employées pour les obtenir. » Je w crois pas que le vœu formulé par M. d'Archiac ait des cbancef de réalisation. Les observations propres à être mises' à pnx^t dans ce but ne peuvent être faites que dans des pays susceptibles de recevoir rétablissement de mines ou de puits artésiens : ces observations seront donc toujours très-restreiates ; elles ne pourront être faites dans des régions qui^ comme le Jura^ offrent pourtant une grande étendue. Toujours, ces ol^ servations seront soumises à de nombreuses chances d'erreur. D'un autre côté, les variations dans le degré d'accroissement de la température sont tellement considérables d'un point k un autre, que toute loi qu on essaiera de formuler n'aura dajEis la pratique qu'une faible valeur. Enfin, le peu de profondeur qu'il sera permis d'atteindre ne donnera pas à cette loi une importance plus grande sous le rapport théorique, puisqu'on ne pourra pas la considérer comme vraie pour la croûte du globe toute entière et s en servir, par exemple, pour appra^ cier, d'une manière rigoureuse, la puissance de i'écorce t^restre.

OlfirffeaUOD et acerolweineDt ûe la tcaiMnitare à ane sraM^ pt^-

foM«ear. — On vient de voir de quelles difficultés est entouré le problème relatif à la loi d'accroissement de la chaleur à m^. sure que la profondeur augmente. Mais, quand bien B^èocie l'examen de ce problème pourrait conduire à un résultat exact, en ce qui concerne les points de Técorce terrestre accessibles ^ l'observation directe, il ne serait pas permis d'appliquer ce résultat à toitite l'écorce terrestre et encore moins à la masse du globe. Les mines les plus profondes n'ont pas pénétré au delà de neuf cents mètres. Le sondage qui a été conduit à la plus grande distance de la surface du sol, en Europe, est ceUû de

ACCROISSEMENT DB LÀ TEMPÉRATURE^ ETC. lOS

Moodorf 9 sur la frontière de France et de Luxembourg ; U a été arrêté avant d'avoir atteint 700 mètres.

Le mode de distribution de la chaleur, dans Tintérieur de la terre, est un problème qui, comme tout ce qui se rattache à la physique du globe, offre les plus grandes difûcultéa : le calcul, le raisonnement et Texpérience, employés simultanément pour sa solution , ne peuvent conduire à des résultats certains.

Les données destinées à servir de t)ase ou de point de départ an calcul sont très-insufflsantes, et ce reproche s'adresse aux expériences qui ont eu lieu dans les laboratoires de physique, aussi bien qu'aux observations qui ont été faites dans la natufe.

Le calorique se propage dans les corps solides par vole de eooductibilité, et les expériences entreprises pour connaître les lois de cette propagation ont été faites sur des barres de métal iriacées au milieu d'une masse gazeuse, l'air atmosphérique. On n'a pas encore étudié expérimentalement les lois de la propagation de la chaleur par voie de conductibilité à travers une masse continue, homogène ou non, telle qu'une sphère dont le centre serait porté à une haute température. Les savants calculs de Fourier ne sauraient suppléer à l'insofBsance de l'expérieDce, puisqu'ils s'appliquent à un corps dont la struc^ tiire et la composition sont homogènes, ce qui n'a certahiement pas lieu pour l'écorce terrestre , et encore moins pour le globe lui-même.

Pour soupçonner quel est le mode de distribution de température dans l'écorce terrestre à une grande profondeur, il ftml s'adresser, non à des observations faites à une faible distance de la surface du globe, non à des calculs ayant pour poM de départ des données plus ou moins contestables, *-* mais à des ooQBÎdérations générales et en quelque sorte théoriques.

104 PRODROME DE GiOLOGIE.

On conçoit qu'à partir d'une certaine profondeur, à la distance de mille mètres, par exemple, la température se distribue d'une manière de plus en plus régulière, susceptible d'être exprimée mathématiquement. Cette plus grande roulante proYÎent de l'uniformité sans cesse croissante dans la nature des matériaux constitutifs du globe, et par suite dans leur degré de conductibilité pour la chaleur. Elle s'explique aussi parce que la quantité de chaleur fournie par le soleil et par l'espace interplanétaire devient de plus en plus insignifiante à cdté de celle qui a sa source dans la masse du globe.

«eapcmtare aa-écasovs «c rccaree tcrreiire. <— aorpaCMM tfe l*wUforatfic «e inapéraïaDre 4aaa la Baïae ccamic 4tu fMbe. — LeS difficultés que présentent la recherche du mode dont la tempe* rature se distribue dans l'écorce terrestre, existent à un plus haut degré lorsque Ton aborde le même problème relatif ▼ement à la masse centrale du globe. Non-seulement, a me^ sure que la profondeur augmente, l'observation directe ou indirecte devient de plus en plus impossible, mais le calcul lui-même n'est plus d'aucun secours. Les formules de Fourier ne sauraient s'appliquer au cas de la masse centrale du globe, puisque la matière y existe, non à l'état solide, mais à l'état de fluidité ignée. Cet état de fluidité ignée doit même nous faire supposer qu'il règne, au-dessous de l'écorce terrestre, une tem** pérature à peu près uniforme jusqu'au centre de la terre.

En admettant un accroissement de un degré par trente mètres, il régnerait, au centre de la terre, une température de 900 000 degrés dont on ne saurait se faire une idée.

Mais, dit M. Beudant, a il n'est guère probable que la chaleur crcMsse toujours uniformément ; il est à croire que bientôt il se fait un équilibre général, et, qu'à une profondeur de 150

DISTRIBUTION DBS LIGNES ISOGÉOTHERMES. 105

à ÎOO kilomètres^ il s'établit une température uniforme de 3 à 4000 degrés^ la plus forte que nous puissions produire et à laquelle rien ne résiste. »

L'uniformité de température, au sein du globe, proviendrait de ce que la masse intérieure de la terre^ par suite de son état de fluidité ignée, est soumise à un déplacement moléculaire semblable à celui dont l'océan nous offre un exemple. Ce dé* placement moléculaire serait d'ailleurs très-peu contrarié par la différence de densité des diverses substances existant au sein du globe ^ différence de densité qui serait à peine sensible, (Voir chapitre IV.)

Au delà d'une certaine profondeur, la température cesserait de croître , de même qu'à une certaine élévation vers les espaces interplanétaires , elle cesse de s'abaisser. L'écorce terrestre est comparable à un écran, interposé entre le foyer de chaleur interne et le milieu réfrigérant qui l'enveloppe de toutes parts. Dans cette écorce seulement, les inégalités de température doivent avoir lieu d'un point à un autre, et ces localités ont surtout pour résultat de ménager le passage entre deux milieux dont la température est très- différente.

éM lignes iftOféoUMrmei. — On sait que les météorologistes désignent sous le nom de lignes isothermes celles que l'on obtient à la surface du globe en joignant les points qui ont la même température moyenne. Les lignes ou plutôt les surfaces isogéothermes réunissent, dans l'intérieur du globe, les points dont la température est constante et constamment la même pour tous.

Toutes les lignes isogéothermes sont parallèles ; leur parallélisme n'est que faiblement troublé par des causes qui existent surtout près de la surface du globe.

106 PRODROME DE GÉOLOGIB.

Une des causes qui modifient la direction et la situation rela^ tives des lignes isogéotbermes est inhérente à la chaleur d'ori^ gine solaire.

On peut sans exagération adopter le nonfibre ^1^,S, proposé par Humboldty pour représenter la température moyeqne des régions placées sous Téquateur. Telle est aussi la température de la première ligne isogéothermo que l'on rencontra^ soos t^équateur^ en pénétrant dans le sol; elle existe^ d'après cq qui a été dit précédemment^ à un pied de profondeur. Voyons à quelle distance de la surface du sol cette ligne doit se retrou^ yer sous les pôles. Elle s'en éloignera d'autant plus que le nombre adopté pour représenter^ sous le pôle nord y la température moyenne de Tannée y s'écartera davantage du léro de l'échelle tbermométrique.

Danç l'appréciation de cette température moyenne^ Ango distinguait le cas où la terre-ferme s'étendrait jusqu'au pèle et celui où le pôle serait environné d'eau. Il concluait^ pour le pre^ viier cas^ à une température de -32% et^ pour le second, à une température de ^StlS>\ Kaemtz propose le nombre -.8% qui parait trop faible lorsqu'on se rappelle qu'à 111e Melville^ située par lA"" latitude nord, la température moyenne est de -.i8«,7. Si, pour s'en tenir à une appréciation moyenne, on aéopte le nombre .M^, il en résulte que la ligne isogéotberme 37^,5 plcicée, sons l'équateur, presque à la surface du so), ne se re-^ trouve sous les pôles qu'à une profondeur de 1495 mètres, cal* culée en admettant un accroissement de chaleur de i* par 30 mètree. Une première conséquence de ce fait, c'est que lies lignes isogéotbermes s'affaissent considérablement vers I«b pôles, et exagèrent la forme ellipsoïdale de la terre. Une autre conséquence, c'est que les lignes dont la température est inférieure à i7%5 ne constituent pas dea courbes fermées. EUea ae nip-

DÉPLACEBfENT DES LIGNES ISOGÉQTHERMES. 407

prochent de plus en plus de la surface du sol et se termiseot brusquemeqt, en atteignant la ligne à température invariable.

L'étude des lignes iso^éothermes se lie intimement à eeUe de la puissance et de la structure de l'écorce terrestre. Im autres considérations auxquelles elles peuvent dooncnr lieu trouveront mieux leur place dans le livre suivant.

Dans la Qgure 1 , destinée à donner une idée du mode 4e distribution des lignes isogéothermes ^ Técorce terrestre wi supposée développée : n^ est le rayon polaire ; af, un rayon équateriaj. La partie noire représente la pyrospbère; la pavti^ cdn marque le sol de glace qui entoure le pôle boréal, la ligne ab est la première ligne isogéotherrae que l'on trouve sous Té' qiiateur en pénétrant dans le sol ; toutes les lignes plqs profondes que ab constituent des courbes fermées; les autres cessent à la rencontre de la ligne à température invariable qui, à cause de la petite échelle employée dans la %ure, s^ confond avec la surface du sol : leur prolongement supposée à travers Tatmosphère^ est indiqué par un trait ponctué. Cette figure montre que Técorce terrestre doit être plus puissante sous les pôtes que sous l'équateur. Elle est en partie théorique : les lignes isogéothermes y sont, à tort, considérées com^ie rigoureusement parallèles; il en résulte que le signe cd, correspondant à la température zéro, apparaît à la surface du sol^^ sur un point plus rapproché de l'équateur qu'il ne Test réellement. Cette ligne cd est destinée, en restant toujours à peu près parallèle à ses situations antérieures , à s'affaiser sur ellemême : dans un avenir très-éloigné , elle viendra prendre la place de ab; alors toute la surface du globe sera glacée.

•«plMCOMDt des iiffoes isoféoitaermes pendant les temps seolofti^nef.

- Je viens d'indiquer sommairement la distribution et la di*

rection des lignes isogéothermes pendant l'époque actuelle. Lors des premiers temps géologiques, elles étaient, comme récorce terrestre elle-même, rigoureusement concentriques avec la terre. Il régnait, à la surface du globe, une température assez uniforme pour que Tinfluence calorifique du soleil fût encore effacée par celle de la terre : les lignes isogéothermes ne présentaient pas cette dépression qu'elles doivent offrir au-dessous des régions polaires. Mais cette dépression a dû se manifester peu à peu pendant que la diversité des climats s'établissait à la surface du globe, et devenir plus sensible à mesure que les lignes isothermes s'accentuaient davantage. En même temps, les lignes isogéothermes ont suivi, dans leur changement de direction^ les diverses dislocations de la croûte du globe; elles se sont éloignées du centre de la terre, là où récorce terrestre se soulevait; elles ont obéi à un mouvement contraire, là où l'écorce terrestre s'affaissait sur ellemême.

Pendant que les lignes isogéothermes subissaient, dans leur direction primitive , les changements incessants que je viens de mentionner, le système tout entier qu'elles constituent obéissait, dans son ensemble, à un mouvement d'affaissement produit par rabaissement de la température. Ce déplacement ne modifiait pas d'ailleurs la situation relative des lignes isogéothermes, mais elle les rapprochait de plus en plus du centre de la terre; en même temps, il amenait l'apparition de lignes nouvelles venant occuper la place des lignes qui s'étaient affaissées. Ce phénomène remanjuable continue de nos jours, et persistera jusqu'à ce que toute la masse du globe se soit complètement refroidie et se soit mise en équilibre de température avec le milieu interplanétaire.