ÉMANATIONS GAZEUSES

Ilumboldt, Boussingault et Bory de Saint-Vincent. En 1750, Soufflot étant descendu avec un Anglais dans le cratère de l'Etna, ils y virent des flammes bleuâtres, qu'ils comparaient à des feux follets. En 1856 et 1859, Verdet observa au Vésuve des flammes analogues à celles que donne la combustion du cyanogène. Enfin MM. Deville et Fouquè en ont vu au Vésuve, à Santorin et à Vulcano.

Les flammes sont dues à la combustion de l'hydrogène, de l'hydrogène sulfuré et des hydrocarbures qui ont échappé à l'oxydation dans l'intérieur de la cheminée volcanique.

Produits de sublimation. — Aux produits gazeux qui viennent d'être énumérés, il convient d'ajouter un certain nombre de substances qui se déposent après sublimation au voisinage des coulées de lave. Ce sont :

Le Fer oligiste, produit par la décomposition du chlorure de fer en présence de la vapeur d'eau. Le dépôt se fait d'abord, sous la forme d'une poussière rouge amorphe, sur les lèvres d'une fissure ; mais si le dégagement de gaz continue longtemps, l'oligiste cristallise et finit par donner des lamelles brillantes comme celles qu'on observe en Auvergne ;

Le Chlorure de plomb ou Cotunnite;

l^Acide borique, observé au Vésuve, ainsi qu'à Vulcano (îles Lipari) ; aLe Réalgar et l'Orpiment.

Ainsi que l'a depuis longtemps fait remarquer Élie de Beaumont (1), tous ces moduits ont été sublimés dans un véhicule aqueux et non par distillation sèche.

asntépartltlon des fumerolles dans le temps et dans l'espace. Un grand

:rèt s'attache à l'étude de la répartition des fumerolles, à la fois dans le temps ins l'espace. Aussi peut-on dire que la découverte des lois de cette répartioo, telles qu'elles ont été établies par Ch. Sainte-Claire Deville, constitue le titre c plus solide de ce savant à l'estime des géologues.

U convient tout d'abord d'établir une différence entre la fente et la coulée. La fente ne dégage jamais de fumerolles sèches, mais elle donne successivement Voûtes les autres. La coulée, une fois sortie de la fente, ne reçoit plus rien de l'intérieur et ne communique plus avec l'appareil central. Donc tout ce qu'elle dégage lui appartient en propre et a dû être amené avec elle. Or à un moment donné, elle présente toute la série des fumerolles, y compris les sèches, se succédant à mesure qu'on s'éloigne du centre d'activité. Toutefois l'hydrogène sulfuré y est peu abondant et l'acide chlorhydrique tend à dominer relativement à l'acide sulfureux. L'acide carbonique y est rare.

Cela posé, si l'on part du point où s'épanche la lave, c'est-à-dire où a lieu le maximum d'activité, et qu'on remonte le long de la fissure, on y observe les diverses fumerolles dans l'ordre qui a été indiqué et qui, par suite, correspond à l'çrdre décroissant quant à l'activité volcanique.

La même chose s'observe si Ton étudie leur distribution transversalement à la

(1) Note sur les émanations volcanique* et métallifères, p. 11. — Bull, de la Soc. géologique de France, 2« série, IV, p. 1259.

414 DYNAMIQUE HTERXE.

fente principale et M. Fouqué (î) a pu constater en 1865, sur la coulée de l'Etna, l'existence simultanée des trois catégories de fumerolles sèches, acides et alcalines, se succédant, à moins de 50 mètres les unes des autres, depuis le centre de la coulée jusqu'aux bords.

Quant à la succession dans le temps, elle se traduit par la transformation successive des fumerolles sèches en fumerolles acides et de celles-ci en fumerolles ammoniacales, enfin en fumerolles froides.

Seulement, tandis que cette décroissance a lieu le long de la fente, c'est-àdire dans l'appareil adventif, l'activité se concentre de nouveau dans le cratère central, qui émet environ 90 •/© de vapeur d'eau, avec acide chlorhydrique et acide sulfureux; en même temps la température de ces émanations s'élève jusqu'à ce que des éboulements, survenus dans le cratère, y restreignent le dégagement des gaz.

Un fait très caractéristique est la localisation des dégagements d'hydrocarbures. A Torre del Greco, on a pu constater que leur siège était à la plus grande distance possible du centre éruptif et qu'ils avaient marqué la fin du paroxysme. Ces dégagements continuaient encore en 1865. Mais l'hydrogène libre en avait disparu (2).

De même, c'est par des émanations d'hydrocarbures, accompagnés d'eau salée, et prolongés durant neuf mois, que s'est annoncée l'éruption survenue en mai 1879 à l'Etna. Pendant toute cette période, ni le cratère principal, ni les cratères secondaires ne donnaient le moindre signe d'activité. Néanmoins les exhalaisons hydrocarbonées se produisaient, à la base méridionale du grand cône, c'est-à-dire très loin de la cheminée centrale, entre Nicolosi et Paterno, par de petits cratères de 0*,50 à 1 mètre de diamètre, alignés sur une fente nord-sud et projetant parfois, sur un espace d'un hectare, des fragments des parois.

En se fondant sur ce double exemple, il semble permis de dire que les dégagements d'hydrocarbures marquent le commencement ou le déclin de l'activité volcanique et qu'ils se produisent toujours plus loin de l'appareil volcanique central que les autres émanations gazeuzes.

Maintenant cette localisation des éléments caractéristiques des fumerolles estelle absolue? les différents produits apparaissent-ils les uns après les autres en se succédant et un élément nouveau vient-il chaque fois remplacer un élément disparu ? M. Fouqué ne le croit pas et, à la suite de ses études sur l'éruption de Santorin (5), en 1866, il a été amené à penser que les produits des dernières périodes existent déjà dans les fumerolles de la première catégorie, où ils sont seulement plus ou moins masqués par d'autres. De cette manière, c'est plutôt par la disparition de certains éléments que par l'apparition de certains autres que les diverses classes d'émanations gazeuzes devraient être distinguées. Ainsi,

(\) Omptet rendus, LX, p. 552.

(2) Ch. Sainte-Claire Deville, Comptes rendus, LXII, 1374.

(3) Santorin et ses éruptions, Paris, 1879.

ÉMANATIOISS GAZEUSES. 4fc>

au début, quand un volcan est en pleine activité, les produits de toutes les périodes se montreraient simultanément : mais les sels de soude et de potasse, n'étant volatils qu'au rouge et, par suite, ne se rencontrant pas dans les gaz des fumerolles moins chaudes que le rouge, permettent de caractériser une première période. Ensuite viendraient les chlorures de fer, l'acide chlorhydrique, l'acide sulfureux qui, manquant aux températures inférieures, serviraient à distinguer une seconde période, bien qu'ils soient accompagnés déjà des produits des dernières phases et ainsi de suite. C'est de cette manière qu'à Santorin on a vu les gaz combustibles, hydrogène et carbure d'hydrogène, se dégager du sein de la Jave en fusion, sous la mer, en même temps que les sels de potasse et de soude et tous les produits intermédiaires.

Mais cette remarque, qui ne fait que compléter la série établie par M. Ch. ^Sainte-Claire Deville, n'enlève rien à la valeur des considérations théoriques Luxquelles l'examen de cette série peut conduire et dont la plus importante est suivante :

Soie des volcans an point de vue de l'oxydation. — Si nous observons

ie les diverses classes de fumerolles, telles qu'elles ont été énuraérées, peuvent re distinguées les unes des autres, à partir des fumerolles sèches, par leur ïhesse de plus en plus grande en produits combustibles, hydrogène sulfuré ibord, produits carbonés ensuite, il paraîtra légitime d'en tirer, avec Deville, «conclusion que voici :

JJn volcan est un centre où viennent converger les produits de la combustion de

pers composés gazeux. A mesure qu'on s éloigne de ce centre, on trouve les indices

ne combustion de moins en moins énergique. L'appareil central du volcan fonc-

i«> Minerait donc comme une gigantesque cheminée d'appel, attirant l'air atmos-

pfr*^rique pour y brûler les gaz combustibles venus de la profondeur. L'appel

*^*~«dt d'autant plus énergique que le point observé serait plus rapproché du

c^witre éruptif et l'époque du dégagement plus voisine du moment du maximum

activité.

On conçoit que cette conclusion ne soit pas mise en défaut par les observa- Uotis faites à Santorin ; car lorsque les laves se dégagent sous la mer, l'appel <* air extérieur ne peut pas se produire et les gaz combustibles doivent demeurer inaltérés môme au voisinage du foyer d'émanation le plus actif.

Fameroiies des volcans éqnatoriaux. — Les lois de la succession des fumerolles ont été établies à l'aide d'observations faites au Vésuve et vérifiées sur i'Etna, au Stroraboli, aux îles Lipari et à Santorin. Il était intéressant de savoir si elles s'appliquaient aussi à d'autres régions volcaniques ou si elles étaient exclusivement caractéristiques du mode d'activité qui prévaut dans le district méditerranéen. Cette vérification demandait surtout à être faite dans la région des Andes; car Humboldt avait affirmé que les volcans de l'Amérique du Sud ne donnaient ni chlore, ni acide chlorhydrique, leurs exhalaisons gazeuzes étant surtout composées d'acide carbonique. Dans les solfatares américaines, Boussin-

gault admettait la présence de l'hydrogène, de l'acide sulfureux, de l'acide carbonique, mais pas celle du chlore.

L'éruption survenue en 1877 au Cotopaxi et dont nous avons déjà plus d'une fois parlé, offrit une excellente occasion de savoir si l'assertion de Humboldt était fondée. Déjà, en 1872, alors que, depuis plusieurs années, le volcan était en repos, M. Reiss avait observé, au sommet du cratère, des fumerolles à une température de 68°, contenant de l'acide sulfureux et du chlore. Lorsque, en août 1877, six semaines après l'éruption, M. Wolff fit l'ascension du volcan (1), il sentit, de 4600 à 5000 mètres, une forte odeur d'hydrogène sulfuré et parfois d'acide sulfureux. Mais, dans le voisinage du sommet du cratère, ces deux gaz disparurent entièrement et firent place à d'innombrables fumerolles d'acide chlorhydrique, si actives qu'elles attaquaient les vêtements en leur donnant une couleur rouge de fuchsine. La température de ces émanations variait de 96° à 160° C. A 400 mètres du sommet, M. Wolff crut reconnaître la présence du chlore libre.

En janvier 1878, M. de Thielmann (2), visitant le cratère, dont la neige avait de nouveau envahi toute la hauteur, n'y trouvait plus de traces de chlore, mais seulement des fumerolles de vapeur d'eau et d'hydrogène sulfuré.

Ainsi l'analogie est complète avec la succession, dans le temps et dans l'espace, des fumerolles dégagées par les volcans d'Europe. En même temps que les idées de Deville y trouvent une précieuse confirmation, il en ressort cette conséquence importante, que le phénomène volcanique offre une constance et une uniformité de caractères dont le principe ne peut être cherché que dans une cause tout à fait générale.

Origine probable des éléments des fumerolles. — Si nous laissons de côté

le fluor, dont on s'est borné à constater la présence assez fugitive, le chlorure de sodium apparaît comme l'élément initial des produits des fumerolles.

Or Gay-Lussac et Thénard ont montré qu'en soumettant à l'action de la vapeur d'eau, dans un tube chauffé au rouge, un mélange de chlorure de sodium et de silice, on obtenait de l'acide chlorhydrique, avec un silicate de soude. La même expérience, répétée sur un silicate alcalin non saturé, comme il en existe certainement dans les laves, suffirait à expliquer la formation de l'acide chlorhydrique et, par suite, celle des divers chlorures, qui se dégagent principalement entre les fumerolles sèches et les fumerolles acides.

Ces chlorures, à leur tour, au contact de la vapeur d'eau, donneront des oxydes : c'est ainsi que le chlorure de fer produit du fer oligisle.

Le chlorhydrate d'ammoniaque a souvent été regardé comme le produit de la distillation des matières organiques recouvertes par les coulées de lave. Telle est, en particulier, l'origine que Bunsen attribuait à ce sel en Islande. Il avait même calculé qu'un mètre carré de prairie pouvait fournir assez d'ammoniaque

(1) Neues Jahrbuch, 1878, loc cit.

(2) Ibid., p. 508.