ORIGINE DU GRAPHITE ET DU DIAMANT

carbonisation de la matière végétale, la chaleur et le temps remplissent le même rôle et peuvent se remplacer mutuellement.

«iftM du graphite ce do dianant. — L'authracite montre^ selon nous^ le dernier terme dans cette série de transformations que les débris de végétaux peuvent éprouver lorsqu'ils sont placés à une faible profondeur et hors de l'atteinte de la chaleur dégagée par les roches éruptives. Les couches de combustible^ placées dans le voisinage des roches de cette nature, éprouvent un surcroit de carbonisation qui les fait passer à une substance que les minéralogistes appellent graphite et qu'il nous paraît plus convenable de désigner sous le nom d'anthracite graphiteux.

Le graphite proprement dit a son gisement dans le terrain slralocristallin qui s'est déposé lorsque les végétaux n'existaient pas encore à la surface du globe ; son origine ne peut donc être végétale. Je ferai une remarque semblable pour le diamant qui a aussi pour gisement primitif le terrain slratocristallin et peut-être même le granité fondamental. La nature des roches où se trouvent le graphite et le diamant nous dit assez que ces deux substances ont une origine hydrothermale comme ces roches elles mêmes ou comme les pierres précieuses qu'on y rencontre. Toutefois, ce que l'on observe lorsque la fonte se refroidit permet de penser que le graphite peut aussi se constituer par voie ignée. On sait que la fonte est un mélange de carbone et de fer ; lorsqu'elle se solidifie , elle abandonne une partie de son carbone parce que l'abaissement de température ne lui permet pas de le conserver' en totalité à l'état de dissolution. Le carbone ainsi séparé donne naissance à de petites lamelles noires, très brillantes, que l'on a comparées au graphite et (|ui paraissent appartenir au système hexagonal.

iS2 PRODROME DE GÉOLOGIE.

Le fait que je viens de rappeler autorise à prévoir la possibilité d'une fabrication artificielle du graphite ; mais les expériences tentées jusqu'à ce jour ne permettent guère de penser qu'il en sera de même pour le diamant. Od ne counatt pas de substance susceptible de dissoudre le diamant; nous venons de voir que la fonte pouvait dissoudre une certaine quantité de carbone, mais celui-ci pendant le refroidissement se transforme en une substance qui ne ressemble en rien au diamant. Dans les laboratoires , on ne peut produire une température assez élevée pour faire passer le carbone à l'état gazeux et l'obtenir en cristaux par voie de volatilisation. Entre les deux cônes de charl)on d'une forte pile^ le charbon se boursoufle considérablement et se transforme en une substance d'un gris métallique, friable et ressemblant en tous points au coke provenant des houilles grasses.

Le graphite et le diamant (voir posteà, chap. v) diffèrent l'un de l'autre par leur texture, leur couleur, leur densité et le système cristallin auquel ils appartiennent. Ils diffèrent encore par leur composition, car le diamant est du carbone pur, tandis que le graphite rcnfermç constamment des matières volatiles. Leur origine et leur gisement ne sont pas non plus les mêmes.

J'ai dit que les combustibles fossiles forment une série naturelle complétée par le bois vivant, le graphite et le diamant Le bois vivant se range en tête de cette série, puisqu'il est le point de départ dans les transformations successives qui ont pour résultats les divers combustibles. Le graphite et le diamant trouvent, à la fin de cette série, une place qui leur est assignée par leurs propriétés physiques et chimiques. Ni l'un ni l'autre n'ont une origine végétale, mais il me parait naturel de penser que si, pendant la période azoïque, des végétaux, et surtout

ORIGINE DES HTDROCARBUBES. 453

des végétaux ligneux, avaient pu croître à la surface du globe, leurs débris auraient donné naissance à des combustibles tout à fait semblables sinon au diamant^ du moins au graphite.

•rfttM «M feftfroearkoret. — Parmi les hydrocarbures , il en est qui ont incontestablement une origine végétale; c'est ce qui a lieu pour les résines fossiles et, notamment, pour le succin. D'autres hydrocarbures ont encore une origine végétale, mais d'une manière indirecte; ils proviennent de la distillation naturelle des combustibles parfaits, plus ou moins riches en bitume , et surtout de la houille. Cette distillation donne des produits tantôt gazeux, comme l'hydrogène carboné, tantôt liquides ou solides comme les bitumes et l'asphalte; elle n'est que dans des cas exceptionnels le résultat de la chaleur; ordinairement, elle s'effectue sous la seule influence des actions chimiques, favorisées par la pression qui s'exerce sur les combustibles comme sur une éponge. Très fréquemment, les calcaires, If^s grès et les schistes qui accompagnent les bancs de combustible, sont bitumineux et renferment même des rognons et des veinules d'asphalte; les éléments bitumineux contenus dans ces roches proviennent certainement du combustible, et c'est la pression seule qui a pu les en retirer, puisque , dans le voisinage des points où l'on peut observer ces faits, il n'existe souvent pas de roches éruptives.

Hais, dans un grand nombre de cas, les hydrocarbures n'ont pas une origine organique ; ils se sont formés sous l'influence des seules forces physiques, soit qu'ils datent des temps cosmiques et qu'ils se trouvent en réserve au dessous des terrains slratiQés, soit qu'ils se produisent encore dans le voisinage des volcans. Je renverrai le lecteur à ce que j'ai dit (tome II, page 192 ) sur la provenance de beaucoup de carbures d'hydrogène

iS6 PRODROME De GÉOLOGIE.

du tourbnge^ est à la fois cause et effet. Aussi les Hollandais ont-ils soin, dit-on^ lorsqu'ils exploitent leurs tourbières, de ménager la couche inférieure de tourbe ; ils ont remarqué qu'alors elle se reconstitue plus facilement que lorsqu'on a mis à découvert l'argile sur laquelle le combustible repose.

Déjà, en i804, le chimiste Einhof pensaitque, dans la formation de la tourbe, il se produit d'abord un acide qui empêche la rapide décom|K)sition des piaules. Pour Sprengel, c'était l'acide ulmique ; en i82i, il démontrait que les tourbes sont imprégnées d'une substance tellement antiseptique que la viande même, trempée dans Teau saturée de cette substance à 12% se conserve très longtemps et finit par se décomposer sans se corrompre. Sir Lyell, dans ses Principes de Géologie , rapporte quelques faits qui témoignent de la propriété qu'ont les tourbières de maintenir même des substances animales daas un état de conservation vraiment extraordinaire. « Eu juin 1747, le corps d'une femme fut trouvé à près de deux mètres de profondeur dans un marais tourbeux de l'ile d'AxhoIme (Lincolnshire) ; les sandales antiques qui recouvraient ses pieds offraient la preuve évidente de son enfouissement dans ce lieu depuis plusieurs siècles ; et cependant ses ongles, ses cheveux et sa peau offraient à peine ([uelquesiraces d'altération. On fait aussi mention de deux corps qui, après avoir séjourné près de vingt neuf ans dans une tourbe humide où ils avaient été enterrés à un mètre de profondeur, en 1674, dans le Derbyshire, furent trouvés dans un état tel que la couleur de leur peau était aussi bien conservée, et leur chair aussi molle que celles d'individus morts récemment. »

L'eau des tourbières et les substances qu'elle renferme n'exercent une influence réelle, dans le tourbage, qu'au début de ce phénomène. Leur rôle se borne à mettre les végétaux à

PHÉXOHÈ!iB DU TOURBAGE. 157

même de se conserver pendant un temps assez prolongé pour que leur transformation en combustible puisse s*opércr à la suite des réactions cbîmiques dont il a été question dans le chapitre prccédcnt. Plus tard, les débris de végéUiux destinés à se convertir à leur tour en combustible, les amas de sable et d'argile^ la terre vé*^étale elle même se superposent à la couche de tourbe primitivement formée. Ils constituent une masse sufGsamment épaisse pour préserver du contact de Taîr atmosphérique cette tourl)e qui , sous la pression s'exerçant sur elle, devient de plus en plus compacte.

Cne température trop élevée, en favorisant la décomposition des matières végétales, est un obstacle à la formation de la tourbe. C'est pour cela que les tourbières n'existent que dans les contrées froides et humide?. La température moyenne la plus propice à la formation de la tourbe est de 6® à 8^.

On a reconnu que l'eau^ siège de la production de la tourbe^ doit se renouveler^ mais d'une manière très lente. Si l'eau se renouvelle d'une manière trop rapide, elle n'a pas le temps de se charger d'une quantité suffisante de substances antiseptiques qui sont entraînées à mesure que leur dissolution s'effectue. Aussi, la pi-oduction de la tourbe est-elle sus|»endue ou ralentie sur les points des marais tourbsux où les sources jaillissent. Cette nécessité de la stagnatipn plus ou moins complète de l'eau explique pourquoi le sol qui supporte les tourbières est toujours plus ou moins imperméable et de nature argileuse.

Les observations faites par M. d'Ârchiac, dans le nord de la France^ l'ont conduit aux conclusions suivantes : a Pour que la tourbe se forme, il faut que les eaux ne soient pas complètement stagnantes, qu'elles ne charrient pas une grande quantité de limon, qu'elles soient peu sujettes à de grandes crues. Il faut en outre qu'elles soient très peu profondes^ que leur mouve-

158 PHOBROMB I>£ GÂOLOGU.

ment soit très peu rapide et qu'elles coulent sur un fond ai^leux ou peu perméable, et non sur des dépôts de transport diluviens de sable^ de gravier et de cailloux roulés. Les vallées essentiellement tourbeuses^ telles que celles de TAnthée^ de la Somme^ de TAilette^ de TOurcq^de TEssonne^des petitsafQuents de la rive droite de TOise, dans le déparlement de ce nom^ de la Brèche^ du Thérain et de TEpte au delà, sont plus ou moins tourbeuses dans toute leur étendue, tandis que les vallées proprement dites de TOise, de TAisne, de la Marne et de la Seine, dont les eaux coulent sur un diluvium sableux et de cailloux roulés plus ou moins épais et plus ou moins étendu sur leurs bords, né présentttnt nulle part de véritable tourbe continue sur des surfaces d'une certaine importance. »

B6le «es fl^baisoes «ani les tonrblèret. — Ce SOnt leS SphaigueS

qui, parmi les végétaux dont les débris concourent à la formation de la tourbe, jouent dans ce phénomène le rôle le plus important. Elles doivent ce privilège à leur mode décroissance, à leur végétation rapide et à leurs propriétés hygroscopiques. Les sphaignes ( Sphagnum ) sont des mousses aquatiques, vivaces, à feuilles disposées sur plusieurs rangs, blanches avec une légère teinte roussâtre ou verdfttre. « Les espèces du genre Sphagnum, tout en conservant entre elles une grande ressemblance, varient cependant à Tinfini, suivant les circonstances d'humidité au milieu desquelles le végétal est appelé à vivre. Elles semblent se ployer à toutes les exigences de Thabitat^ et se modifier suivant qu'elles plongent dans les eaux profondes, dans les mares vaseuses de la surface, ou qu'elles s'élèvent au dessus du niveau de Teau. La seule condition nécessaire à leur existence parait être une certaine quantité d'humidité absorbée par la couronne ou par la tige du végétal. Dès que cette humi-

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dite leur manque, elles se dessèchent et disparaissent. ,£n considérant les spbaignes suivant leur mode de végétation, on peut les diviser en trois groupes nettement tranchés : celles qui ne vivent qu'immergées; celles dont la couronne est toujours au dessus de Teau ; celles enfin qui sont pour ainsi dire amphibies et ont pour la même espèce une forme aérienne et une forme immergée. » ( Lesquereux. ) (0

Ce qui permet aux sphaignes de coopérer si activement à la formation de la tourbe , c'est que , comme les autres moui^s, les fougères et tous les cryptogames vasculaires , elles sont acrogènes; en d'autres termes, elles croissent exclusivement parleur sommet. A mesure que la partie supérieure de la tige s'allonge, la partie inférieure meurt, se dessèche et tend à se transformer en tourbe. Dans une nappe de sphaignes ^ il y a donc deux couches superposées : l'une, supérieure, en voie de végétation; l'autre, sousjacente, déjà soumise à l'action du tourbage. Celle-ci tend sans cesse à augmenter d'épaisseur par l'addition de la couche superficielle destinée à être à son tour recouverte par un nouveau lit de sphaignes.

Les sphaignes croissent très rapidement, et, comme elles se ramifient beaucoup , elles finissent , en se pressant les unes contre les autres , par former un feutrage épais qui recouvre le sol ou constitue , au dessus des eaux marécageuses , une espèce de plancher flottant ; sur ce plancher d'autres plantes , puis des végétaux arborescents finissent par se développer.

Quant à la rapidité de propagation des sphaignes , et à la faculté qu'elles ont d'envahir de vastes espaces en très peu de temps, il me suffira, pour les mettre en évidence; de rappeler

(i) M. Lesquereux est Tauteur d'un très bon travail sur les marais tourbeux, Qui a été publié, en 18i4, dans les Mémoires de la Socië{é des sciences naturelles de Neofcbàtel.

158 PHODROMB DE GÉOLOGU.

ment soit tcès peu rapide et qu^elles coulent sur un fond argileux ou peu perméable, et non sur des dépôts de transport diluviens de sable, de gravier et de cailloux roulés. Les vallées essentiellement tourbeuses, telles que celles de TAnthée, de la Somme, de TAilette, de rOurcq,de TEssonne^des petitsafQuents de la rive droite de TOise, dans le déparlement de ce nom^ de la Brèche, du Tbérain et de TEpte au delà, sont plus ou moins tourbeuses dans toute leur étendue, tandis que les vallées proprement dites de TOise, de TAisne, de la Marne et de la Seine, dont les eaux coulent sur un diluvium sableux et de cailloux roulés plus ou moins épais et plus ou moins étendu sur leurs bords, né présentttnt nulle part de véritable tourbe continue sur des surfaces d'une certaine importance. »

M6le été tpbaisoes dans les tourMèrcft. — Ce SOnt leS SphaignCS

qui, parmi les végétaux dont les débris concourent à la formation de la tourbe, jouent dans ce phénomène le rôle le plus important. Elles doivent ce privilège à leur mode décroissance, à leur végétation rapide et à leurs propriétés hygroscopiques. Les sphaignes ( Sphagnum ) sont des mousses aquatiques, vivaces, à feuilles disposées sur plusieurs rangs, blanches avec une légère teinte roussâtre ou verdâtre. o Les espèces du genre Sphagnum, tout en conservant entre elles une grande ressemblance, varient cependant à l'infini, suivant les circonstances d'humidité au milieu desquelles le végétal est appelé à vivre. Elles semblent se ployer à toutes les exigences de l'habitat^ et se modifier suivant qu'elles plongent dans les eaux profondes, dans les mares vaseuses de la surface, ou qu'elles s'élèvent au dessus du niveau de Teau. La seule condition nécessaire à leur existence parait être une certaine quantité d'humidité absorbée par la couronne ou par la lige du végétal. Dès que cette humi-

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dite leur manqtie, elles se dessèchent et disparaissent. ,En considérant les spbaignes suivant leur mode de végétation^ on peut les diviser en trois groupes nettement tranchés: celles qui ne vivent qu'immergées; celles dont la couronne est toujours au dessus de Teau ; celles enfin qui sont pour ainsi dire amphibies et ont pour la même espèce une forme aérienne et une forme immergée. » ( Lesquereux. ) W

Ce qui permet aux sphaignes de coopérer si activement à la formation de la tourbe, c'est que, comme les autres mousses, les fougères et tous les cryptogames vasculaires, elles sont acrogènes; en d'autres termes, elles croissent exclusivement parleur sommet. A mesure que la partie supérieure de la tige s'allonge, la partie inférieure meurt, se dessèche et tend à se transformer en tourbe. Dans une nappe de sphaignes , il y a donc deux couches superposées : l'une, supérieure, en voie de végétation ; Tautre , sous jacente , déjà soumise à Faction du tourbage. Celle-ci tend sans cesse à augmenter d'épaisseur par l'addition de la couche superficielle destinée à être à son tour recouverte par un nouveau lit de sphaignes.

Quant à la rapidité de propagation des sphaignes , et à la faculté qu'elles ont d'envahir de vastes espaces en très peu de temps, il me suffira, pour les mettre en évidence; de rappeler

(1) M. Lesquereux est Tâuteur d'un très bon travail sur les marais tourbeux, qui a été publié, en 18i4, dans les Mémoires de la Socië{é des sciences naturelia de Neufchàtel.

le fî^il suivant : M. Lcsqnercux a calculé qu'une seule capsule de Sphagnum pouvait contenir jusqu'à 2690080 spores ou graines.

Le tissu mince et délicat des sphaignes pompe riiumidilé à la- manière des éponges. Certaines tourbes dcssccliées peuvent absorber jusqu'à plus de douze fois leur volume d'eau. Quelle que soit la hauteur à laquelle les spbaignes croissent, quelle que soit la sécheresse de l'air, leurs tiges sont toujours humectées. C'est ce qui rend possible la formation de la tourbe sur des pentes où l'eau ne saurait se maintenir.

«On objectera sans doute,» dit M. Lesquercux, a que le rôle des sphaignes n'est point universel ; en eflet, dans tous les cas où l'humidité est assez grande pour empêcher la rapide décomposition du ligneux^ quelle que soit d'ailleurs la cause qui la fournisse , la jourbe peut croître sans les sphaignes. Mais^ malgré toutes les recherches que j'ai faites sur tous les hauts marais, je n'ai vu nulle part la tourbe émergée s'élever sans le concours de ces mousses. Partout où elles disparaissent, le marais se couvre de lichens , de quelques autres espèces de mousses, de bruyères, etc., et, au lieu de tourbe, il ne se forme plus qu'une terre noire et plus ou moins compacte suivaut son âge. On trouve fréquemment , à la surface des tourbières déjà hautes et vieilles , des espaces absolument nus et dépouillés de végétation , sur lesquels la tourbe affleure à la surface. Ce sont précisément ces endroits dépouillés, que les sphaignes avaient abandonnés, où d'autres végétaux ont déposé une légère couche de terre marneuse. »

D'après Darwin, contrairement à ce qui arrive en Europe, aucune espèce de mousses ne concourt à la formation de la tourbe dans les dépôts tourbeux de l'Amérique méridionale. Darwin a observé, comme composantessentiellement la tourbe, une planle dont la végétation pourrait peut-être jeter quelque

VÉGÉTATION DES TOUKfilÈRES. 161

jour sur cette productiou d'un autre hémisphère par son analogie avec celle des sphaignes; car, après avoir dit que VAsielia pumila et la Donatia Magellanica couvrent presque seules les terrains tourbeux de la Terre de Feu, il ajoute que tr la dernière de ces plantes est Tagent principal de la tourbe; les feuilles nouvelles se succèdent continuellement autour du tronc; celles du bas se pourrissent de suite^ et^ en suivant la racine dans la tourbe, on voit encore les feuilles conserver leur position dans les différents étais de la transformation, jusqu'à ce que le tout ne forme qu'une seule masse» (i).

▼égêtatlon éei lonrMèrcs ; uielauici forêto «oiu JaeeBtes à la lovrke.

— Parmi les végétaux qui croissent sur les tourbières et qui, avec les sphaignes, concourent à la formation de la tourbe, se trouvent quelques autres espèces de mousses et surtout celles dont se compose le genre Hypnvm. Il faut encore mentionner les prèles, les joncs, les carex et quelques roseaux. Ces plantes sont stolonifères; grâce à leurs tiges traçantes, elles envahissent rapidement le sol qui les environne et déterminent directement, par l'accumulation de leurs débris, la formation d'une nappe plus ou moins épaisse de tourbe. EUes^préparent aussi l'établissement des tourbières, en s'avançant graduellement des bords vers le centre d'un lac qu'ils finissent par combler et par transformer en marais tourbeux.

La flore des tourbières comprend encore quelques arbustes, tels que des airelles, des érica , des andromèdes, une variété

(I) Le genre ÀBtelia appartient à la famille des joncacées ; il se compose de plantes herbacées, vivaces, ayant un peu le port des carex. Le genre Dtmatia fait partie des saxifragées ; il comprend une seule espèce, la Donatia Magellanica; c'est une plante presque acaule, à tiges gazonnées, à feuilles alternes, et à flears sessiles, blanches.

du Pinus Sylvestris, L. et le bouleau blanc, Bettda alba, L. a le bouleau vient d'abord^ puis le pin sylvestre. Le sapin rouge s'aventure aussi çà et là dans le marais, mais il n'y prospère jamais. Les pins eux mêmes n'y deviennent pas des arbres de haute futaie; lorsqu'ils sont parvenus à une certaine élévation et qu'ils ont atteint un certain poids, ils percent la croûte qui les supporte ; ils s'enfoncent dans une couche sans consistance, se renversent et se transforment en tourbe comme la végétation herbacée. Le vent les déracine facilement; aussi la tourbe est-elle souvent traversée par des troncs de pins et de bouleaux qui rehaussent la somme de son pouvoir calorifique. Dans la marche que nous venons d'indiquer et que l'on peut observer dans un grand nombre de localités, la végétation arborescente apparaît comme la dernière phase de la formation de la tourbe. Il peut se faire, inversement, que la forêt précède la tourbière, quand par quelque accident les drains naturels d^une forêt viennent à être obstrués ou que Técoulement des eaux se trouve gravement entravé; celles-ci se rassemblent alors dans les bas fonds. La végétation aquatique et la production de la tourbe y commencent aussitôt; ainsi prennent naissance les marécages de nos forêts. Les arbres environnants, arrêtés dans leur croissance , périssent les uns après les autr^ et, lorsqu'ils sont abattus par le vent, aucune végétation nouvelle ne vient les remplacer. Le sol de la forêt s'est transformé graduelleraent en un sol tourbeux où les arbres se trouvent à la base de la tourbe, et contribuent à la formation de ce combustible ; mais ce sont toujours les mousses, les roseaux et les plantes des marais qui fournissent la plus grande somme d'éléments. Lorsque la tourbe aura pris une certaine épaisseur, des colonies de bouleaux et de pins viendront de nouveau s'y établir.» (O.Heer.)