PHÉNOMÈNES DE DISSOLUTION

un très haut degré, la composition des roches qu'elle traverse, désagrégeant la plupart d'entre elles et les rendant plus accessibles à l'influence des agents de transport; mais encore elle entraine une partie de leurs éléments constituants »t, après avoir accompli un certain parcours souterrain, les restitue sous une lutre forme, à un niveau inférieur, au flanc ou sur le fond de quelque vallée, Jans de nouvelles et meilleures conditions de stabilité.

PHÊROIÈIEI DE DISSOLUTION

Pouvoir dissolvant de l'es» pare. — Si l'eau était absolument pure, son rôle chimique serait à peu près négligeable et les roches solubles, comme le sel gemme et le gypse, auraient seules à compter avec sa puissance dissolvante. Ma température ordinaire, on compte qu'il faut 50 000 parties d'eau pure pour dissoudre une partie de carbonate de chaux ; il en faudrait plus de 200 000 pour 1 de silicate d'alumine. La silice, à l'état gélatineux, se contente de 7500 parties 4'eau pure ; enfin il en faut 460 pour i de gypse. 11 est vrai que nous ne nous occupons en ce moment que du pouvoir dissolvant de l'eau; mais il ne faut pas oublier qu'à côté de la dissolution il y a des phénomènes d'hydratation auxquels se prêtent bien des minéraux, en particulier l'anhydrite, même le feldspath et le mica; seulement ces phénomènes s* opèrent rarement sous la seule influence de Veau pure. En résumé, cette dernière est, à elle seule, un agent géologique 1res peu efficace et Ton pourrait même dire qu'elle protège les roches qu'elle recouvre ; car une surface dure de rocher, constamment baignée par l'eau couunie, est mieux garantie qu'une autre contre toute altération chimique, qui érige habituellement le concours des gaz de l'atmosphère ainsi que les alternatives de la sécheresse et de l'humidité.

Les seules roches directement attaquables par l'eau pure sont le sel gemme et te gypse. Pour le sel, la dissolution est si facile que tous les gisements de cette substance auraient depuis longtemps disparu sans la protection offerte par les argiles au milieu desquelles ils sont toujours intercalés. Cette protection est assez efficace pour qu'à Stassfurt, les chlorures qui accompagnent le sel se soient conservés à l'état de cristaux, tandis que la moindre exposition à l'air les fait lomber en déliquescence.

Néanmoins beaucoup d'argiles salifères sont parcourues par des infiltrations 4jui trouvent plus bas une issue et ainsi naissent les sources salées, d'autant plus abondantes que les infiltrations qui leur donnent naissance ont pu se faire jour dans des fentes, au lieu de suinter goutte à goutte par les affleurements de h roche.

Nous avons dit que le gypse se dissolvait dans 460 parties d'eau. 11 en résulte

que, dans un pays où la chute annuelle de pluie atteindrait 1 mètre et où l'infil — tration en profiterait pour un quart, soit 0m,25, l'eau, en se saturant, ferait: disparaître, par chaque centimètre carré, 0«r,054 de gypse, soit environ une*» couche de 0m,00023. Ainsi une colline de gypse de 2m,30 de hauteur pourrais être enlevée en 10 000 ans par le seul fait de l'infiltration. Hais, en supposant 1« roche à nu, les eaux de ruissellement superficiel prendraient aussi part à la dissolution qui se trouverait alors sensiblement accélérée. On conçoit donc que ^ dans le cours des âges, d'importantes cavités doivent naître dans l'intérieur d'ut* massif gypseux.

Hydratation.' — L'hydratation directe se fait sentir principalement sur les minerais de fer, qui se transforment en limonite ou peroxyde hydraté et sur l'anhydrite qui se transforme en gypse en absorbant le quart de son poids d'eau. Cette dernière réaction a pour conséquence un gonflement considérable de l'anhydrite, dont le volume augmente d'environ 33 %• Sur la lisière méridionale du Hartz, près d'Ellrich, le foisonnement de l'anhydrite fait naître des protubérances de gypse en écailles concentriques, ayant jusqu'à im,30 de hauteur et souvent creuses à l'intérieur. Lorsque leur sommet s'effondre, il en résulte ce qu'on appelle dans le pays des trous de nains (1). La force d'expansion que développe cette hydratation est telle qu'elle suffit pour briser les cristaux de quartz et de dolomie disséminés dans le gisement.

Mouvements du Mol produits par l'action chimique de l'eau. — Dans k&

régions où il existe en profondeur des roches solubles, accessibles à l'action des eaux d'infiltration, le travail de ces dernières se traduit souvent par des mouvevements du sol, éboulements, effondrements et tremblements de terre. En 1855, La vallée de Visp en Valais ressentit, pendant plus d'un mois, une série de mouvements qui firent naître des fentes dans les rochers et causèrent, avec de nombreux éboulements, la destruction de plusieurs maisons. Comme il existe dans cette région plus de 20 sources séléniteuses, dont chacune enlève au sol» en une seule année, au moins 200 mètres cubes de gypse, on comprend que ce soit dans ce gigantesque travail de dissolution qu'il convienne de chercher la cause principale, non seulement de ce tremblement de terre de 1855, mais aussi, peutêtre, de beaucoup des 1019 tremblements ressentis en Suisse de 1700 à 1854 (J).

Les pays calcaires parcourus, comme celui de Karst, par un réseau compliqué de canaux souterrains et de grottes, sont sujels aussi à de fréquents effondrements, toutes les fois que le plafond de l'une des cavités vient à céder. lien résulte, pour la contrée, une cause permanente de tremblements de terre, n'ayant rien à voir avec le jeu de la dynamique interne.

Enfin les changements de volume qui accompagnent la transformation de l'anhydrite en gypse sont susceptibles d'introduire, dans la stratification de» couches superposées, des bouleversements très marqués. La figure 53 repré-

(1) Credner : Traité de Géologie, trad. française. Paris 1879, p. 183

(2) Credner : ibid.* p. 203.

aschistes du plateau marne rouge avec unas gypseui; d, grés bigarré; e, effondre-

ment.

de la France; et

ces contournements sont limités au grès bigarré, tandis que le grès t le schiste cuivreux ont conservé la régularité de leur dépôt, il est clair cause de ce phénomène doit être uniquement cherchée dans l'augmenle Tolume de l'anhydrite lors de sa transformation en gypse.

rofar de l'eau chargée d'acide carbonique. — L'eau de pluie contient en

don de l'oxygène et de l'acide carbonique. D'après M. Péligot, un litre ie pluie renferme 25 centimètres cubes de gaz diésous et, dans cette quany a 51,20% d'oxygène et 2,40 % d'acide carbonique. De plus, dans son ! à travers le sol, surtout quand il s'y trouve des matières organiques, l'eau e se charge encore d'une quantité, souvent notable, d'acide carbonique. infiltrant dans les roches poreuses, l'eau abandonne une grande partie des 'die tenait en dissolution ; cet effet se produit même avec des roches s éléments ne peuvent subir, de la part des gaz dissous, aucune action ne appréciable. Ainsi MM. Lefort et Poggiale ont constaté qu'après avoir & du sable quartzeux pur, une eau qui contenait en dissolution 7ec,18 ■ne n'en renfermait plus, à sa sortie, que 5CC,91. A plus forte raison, quand ! pluie circule dans des roches poreuses riches en éléments oxydables, doitir abandonner la presque totalité des éléments gazeux qu'elle avait absorbés. ne eau chargée d'acide carbonique a la propriété de dissoudre le calcaire lisant passer à l'état de bicarbonate. De plus, la môme eau décompose, à la ature ordinaire, les silicates de chaux, de potasse, de soude, d'oxyde i et d'oxyde mangaueux.Orces silicates existent en grandes quantités dans hes non calcaires. Aussi peut-on dire que, sur toute son étendue, la suri globe subit, de la part des eaux météoriques, une action chimique notable. ; l'action de l'eau chargée d'oxygène et d'acide carbonique qui fait naitre. rarement de la plupart des filons métallifères, un chapeau de fer (Eiserner irmé de limonite et de carbonates hvdratés.

in

donnant naissance à un produit analogue au kaolin (1), d'où le nom de Imolinmtion, attribué à ce mode d'altération des roches feldspathiques. D'ailleurs les silicates alcalins, en se transformant en carbonates, abandonnent de la silice et, si le passage des eaux d'infiltration est assez rapide pour qu'elles ne puissent pas enlever cette silice par dissolution à mesure qu'elle se sépare» on la voit demeurer, sous forme de veines, dans la roche altérée. Lorsque celle-ci contient des grains de quartz, ces derniers restent inattaqués; mais la kaolinisation du feldspath qui les entourait et l'entraînement par les eaux de l'élément argileux ameubli laisse le quartz en grains isolés et c'est ainsi que, sous la seule influence des eaux d'infiltration, la plupart des roches granitiques se transforment en arène.

Dans nos climats, il n'est pas rare de voir cette transformation se faire sentir jusqu'à 15 ou 20 mètres de la surface; on peut observer, dans les tranchées do chemin de fer de Tulle à Ussel, des massifs de granité entièrement changés en arène, sans que les détails de leur structure primitive aient disparu. Parfois, m milieu de ces arènes, subsistent quelques blocs inaltérés, entourés par des écailles concentriques de plus en plus attaquées; d'autres fois, l'altération a gagné jusqu'au centre, mais les zones concentriques se voient encore très bien, grâce à la diversité de leurs colorations. Dans le Cotentin, le granité de Vire, malgré sa compacité, a subi, sur plusieurs mètres, cette transformation ensable* au milieu duquel subsistent de gros blocs durs aux formes arrondies. Aussi ks chaînes de granité de cette région eussent-elles, pour la plupart, depuis longtemps disparu, entraînées par les eaux courantes, si chacune d'elles n'était, pov ainsi dire, enchâssée entre deux murs de grauwacke cambrienne silicifiée, (fi l'ont préservée de la destruction.

Quant aux micaschistes et aux gneiss, on peut voir, en divers points du Platett -g •Central, à quel état d'altération les eaux météoriques les ont réduits à la surface; -* ce ne sont plus, bien souvent, que des feuillets argileux pourris, sans consistance» j prêts à s'écrouler sous la moindre impulsion; quelques-uns affectent des colort- '■ lions rouges ou roses d'une grande vivacité. "=

Ce qui prouve bien que la kaolinisation des roches granitiques est l'œuvre d* l'air humide, aidé par les variations de la température atmosphérique, c'erf , qu'elle ne se produit pas d'une manière appréciable en Egypte. Dans ce paji» ^ favorisé d'un climat très égal et absolument sec, le granité se conserve à travei* les siècles sans altération sensible. Au contraire, à Saint-Pétersbourg, cette roche» même quand elle a été polie, se détériore 1res rapidement. On ne saurait •*€• étonner quand, par les belles nuits d'hiver, on voit scintiller à sa surface, comm* autant de diamants, d'innombrables petits cristaux de glace, dont chacun est flft outil microscopique appliqué à la destruction du granité.

il importe d'observer qu'en parlant de la kaolinisation des roches feldspath^, ques, nous n'entendons nullement attribuer aux eaux d'infiltration la formatiez

(1) Ebelmen : Comptes rendus, XX, p. 1415. J

es précipitations atmosphériques sont très abondantes, la puissance des toriques peut s'exercer, même sur les roches silicatées, jusqu'à une ir d'une centaine de mètres. Il en résulte un dépôt terreux rougeâtre, us le nom de latérite et qui est caractéristique des régions tropicales dede l'Amérique du sud, où d'ailleurs toutes sortes de roches ont pris formation.

hes de la famille basaltique, qui contiennent des silicates basiques tels ihibole et le pyroxène, s'altèrent assez rapidement à l'air humide. 11 se arbonates, parmi lesquels du carbonate ferreux, caractérisé par sa tentsser à l'état de limonite ou oxyde de fer hydraté. Cette limouite, jointe argileux de la décomposition des silicates, forme à la surface de la enduit qui devient de plus en plus meuble avec le temps. Aussi sa partie \ est-elle constamment enlevée parle vent et la pluie, de telle sorte que r de la croûte altérée demeure constante, le gain en profondeur comi perte au dehors.

§•■ de* ftchtote* et de* quartzlte*. — Les schistes argileux s'altèrent au e l'eau et tle l'air humide et se réduisent, soit en terres meubles, soit i plastiques. Cette dernière transformation peut s'accomplir avec une ide rapidité. Ainsi, dans les environs de Liège, des infiltrations déterir d'anciens travaux de mines ont suffi pour changer un schiste houiller plastique grise, sur une épaisseur de 0m,10 et cela en moins de sept ). Quant aux blocs de schistes houillers, exposés sur des remblais à intempéries, ils n'ont besoin que de quelques années pour se réduire ite argileuse douée de plasticité.

17, Dumont (2) avait signalé les altérations que l'exposition à l'air fait c quartzites verdâtres du terrain cambrien de TArdenne. « Le premier Itération consiste en changement de couleur. Le quartzite offre d'abord taches rougeûtres, puis devient entièrement rouge par la suroxydation l'il contient; il devient ensuite grenu ou schistosrrcmi et se trans-

dissolution ultérieure et complète de cette dernière substance. A mesure que la texture se modifie, la roche perd de sa cohérence et finit par devenir friable, i * Altération de» calcaires. — Les roches calcaires sont très sensibles à l'action de l'air et de l'humidité : d'une part, en raison des matières organique qu'elles contiennent généralement, elles subissent à l'air une combustion lente, qui leur donne une teinte plus claire ; d'autre part, les sels ferreux s'oxydent et •communiquent à la roche une coloration brune ou rougeâtre. Hais l'effet le plus remarquable est la dissolution du calcaire par les eaux carboniques et la production, à la surface, de poches que remplit une terre rouge caractéristique. C'est la terra rossa de la Carniole et de tant d'autres pays calcaires. On peut constater expérimentalement que les calcaires en apparence les plus blancs, tek que le marbre et la craie, donnent, quand on les traite par un acide, un résidu argileux rougeâtre. La constance avec laquelle les terres rouges ou les limons rouges recouvrent tous les affleurements calcaires, pénétrant dans leur muée sous forme de cavités déchiquetées, qu'on ne saurait, en aucune façon, rapporter à des effets mécaniques d'érosion et de ravinement, autorise à penser qu'on a sous les yeux le produit, accumulé à la suite d'une longue exposition à l'air, de la dissolution même du massif sous-jacent. Tandis que 50000 parties d'eau pure sont nécessaires pour dissoudre une partie de calcaire, 1000 parties d'eau carbonique, soit cinquante fois moins, suffisent pour produire le même résultat €ela ne constitue pas, sans doute, un agent chimique d'une grande puissance . intrinsèque, mais cette force, toujours à l'œuvre et secondée par les variations de la température, si efficaces pour opérer la désagrégation des roches, finit par produire des effets assez sensibles.

Lapiez ou liarrenfeider . — C'est encore, selon toute apparence, à une action chimique produite par les eaux atmosphériques qu'il convient de rapporter ces singuliers ravinements que présente la surface de certains calcaires et que l'on connaît, dans la Suisse allemande, sous le nom de karrenfelder, dans la Suis* française, sous celui de lapiez. Ce sont des rigoles ou des ornières sinueuses, qui dessinent à la surface des affleurements calcaires tout un réseau de rainure et qu'on observe surtout dans les régions de grande altitude. On a souvenl attribué la formation de ces rigoles à l'action de la pluie ou à celle des glaciers. La preuve que ces derniers n'y sont pour rien est que, toutes les fois qu'ils envahissent des lapiez, ils les font disparaître sous un poli uniforme; au contraire, les surfaces calcaires horizontales, polies par les anciens glaciers et exposées à l'air depuis la retraite de ces derniers, se transforment peu à peu en lapiet. D'après M. Heim (1), qui a étudié ce phénomène aux environs de la Karrenalp de Glaris , où il est mieux développé que partout ailleurs, les lapiez résultent de la désagrégation et de la dissolution, sous l'influence des eaux atmosphériques, de calcaires relativement purs, tels que ceux du jurassique supérieur et de l'urgonien. Les parties les plus solubles sont dissoutes et entraînées par les eaux plu-

(1) Ueber die Karrcnfeldcr, Jahrbuch des schweiz. Alpenclubs, 1878, XIU, p. 421.