SOLFATARES

meyko (J). Elles ne sont pas cratériformes et s'ouvrent à la base ou sur les flancs de volcans, aujourd'hui inactifs, dont le cratère principal est souvent occupé par un glacier. On peut les diviser en deux t^^pes :

1*» Solfatares à crevasses allongées, caractérisées par un dégagement de vapeurs violent, raais éphémère, avec formation de conglomérats trachytiques.

A ce type appartient la solfatare deCerro-Azul, qui a pris naissance subitement le 26 novembre 1847. C'était, au dire des montagnards, « une grande mine de soufre qui avait pris feu et brisé la montagne ». Sur une fente longue de 8 à 9 kilomètres sont accumulés de gros blocs trachytiques aux arêtes vives, résultant de la rupture du sol et dont quelques-uns ont un volume de deux cents mètres cubes. Les matières fondues, les lapilli et les ponces font entièrement défaut. En 1847, les gaz émis étaient la vapeur d'eau, l'acide sulfureux et l'acide chlorhydrique et, de temps en temps, il se produisait des explosions avec projection de matières solides. En 1857, les fumerolles existaient encore; mais il n'y avait plus de projections ni de bruits. Enfin en 1875, M. Domeyko s'est assuré que, depuis quatre ou cinq ans, la solfatare ne donnait plus aucun signe d'activité. On peut donc considérer sa formation comme une tentative avortée du réveil d'un volcan; c'est une éiniption par fissure latérale, qui n'a pu arriver, faute d'une énergie suffisante, jusqu'à l'émission de la lave.

^^ Solfatares peimanentes, donnanilienk un dégagement continu, mais lent, de fluides élastiques, avec sublimation du soufre et kaolinisation des roches. De ce nombre est la solfatare de Chillan, sur le flanc du volcan éteint du Nevado ; une multitude de fissures et de trous, de 0"»,25 à 0",50 de diamètre, tapissés d'aiguilles de soufre, y dégagent, lentement et sans projections violentes, de la vapeur d'eau exhalant une forte odeur d'acide sulfureux.

La solfatare de Tinguiririca, sur le cône volcanique du même nom, éteint depuis un temps immémorial, ressemble en tout à la précédente. Les gaz et les vapeurs y ont une température de 88<» au sortir des orifices d'émission et 90<* à 0",40 de profondeur. Le dégagement en est constant et ne dépend ni de l'heure ni de l'état barométrique. Autour des bouches le sol est mou, décomposé, kaolinisé et pénétré de soufre.

Solfatares diverses. — Depuis sa terrible éruption de 1772, le Pepandajang de Java est devenu une immense solfatare en constante activité. Le murmure des volcans de boue, l'explosion des fontaines gazeuses, le sifflement des fumerolles, produisent un fracas semblable à celui d'une usine en marche, d'où le nom de Pepandajang ou a Forge » que porte cet ancien volcan.

C'est aussi à l'état de solfatare que nous apparaît aujourd'hui, au Caucase, le volcan éteint de Demavend, dont le cratère, à la cime haute de 4000 mètres, est envahi par les neiges, tandis que tout autour le soufre tapisse de petits cônes latéraux d'où s'échappent des fumerolles.

Ainsi, sur toute la surface du globe, les solfatares se présentent comme la

(1) Annales des Mines^ ?• série, IX» p. 145.

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suite immédiate d^une activité volcanique sur son déclin. Il en est de môme pour les volcans sous-marins.

Par exemple, Tancien volcan central des îles Lipari, dont il ne reste plus aujourd'hui que des ruines sous forme d'îlots, n'a gardé d'autres traces d'activité qu'une fumerolle marine située entre Lisca nera et Lisca bianca. Cette fumerolle, qui s'ouvre dans les roches poreuses du fond de la mer à 8 métrés de la surface, exhale de grandes quantités d'acide carbonique et d'hydrogène sulfuré, dont les bulles, en venant crever à la surface des eaux bleues de la Méditerranée, leur donnent l'apparence d'une constante ébuUition.

C'est encore à la classe des solfatares que doivent être rapportées certaines apparitions momentanées de sources sulfureuses, comme celle qui s'est produite en 1856 dans la plaine de Lagopuzzo, située à 28 kilomètres au nord de Rome et dont H. Ponzi(l) a donné la description. Le 28 octobre, le sol se fendait avec des détonations semblables au bruit du tonnerre et d'abondantes projections de poussière et de boue. Le lendemain il s'était formé un gouffre plein d'eau, à parois verticales, d'où s'échappaient avec bouillonnement des gaz exhalant une forte odeur d'hydrogène sulfuré. Le troisième jour l'activité des émanations était sensiblement amoindrie. Le 21 novembre, quand M. Ponzi visita les lieux, tout dégagement gazeux avait cessé ; le gouffre mesurait 100 mètres de diamètre et les parois verticales, ouvertes dans un dépôt d'eau douce, dominaient de 5 mètres la surface de l'eau. Les blocs rejetés par l'explosion, et dont quelques uns avaient 2 mètres cubes, s'étendaient jusqu'à 50 mètres des bords et le gouffre avait 50 mètres de profondeur, la température de l'eau étant de 7 degrés plus élevée que celle de l'air ambiant. Le nom de Lagopuzzo, qui signifie lac fétide^ indique d'ailleurs que des exlialaisons sulfureuses se sont plus d'une fois fait jour en cet endroit, où leur liaison avec les phénomènes volcaniques du Latium ne saurait être mise en doute.

fiETSERS

Phénomènes de projection des Geysers. — Aux solfatares se rattachent inti;nement les Geysers ou sources bouillantes intermittentes, dont la plupart sont de véritables dégagements de gaz sulfureux, noyés dans une énorme quantité d'eau liquide ou en vapeur. Ces dégagements forment un ensemble de manifestations, voisines des volcans ou survivant à l'activité volcanique proprement dite, dans les contrées où cette dernière a cessé de se produire.

C'est en Islande que le type des émanations geysériennes a été d'abord connu et c'est de cette contrée qu'il a reçu son nom générique. Aussi est-ce laque nous l'étudierons d'abord, bien que l'ampleur des phénomènes soit bien moindre

(1) Ponzi in G. vom Rath, Fragmente aus Italien; Zeittchrift der deuttchen gcol. GeselUc/iafl, 1866, p. 507.

GEYSERS. 477

dans cette contrée que dans d'autres parties du monde connues depuis peu sous ce point de vue.

Le Grand Geyser ou Geysir, situé sur une plaine entourée de glaciers, dans le sud-ouest de rislande et à 46 kilomètres au nord-ouest de THécla, est un cône plat de silice, de 8 à 10 mètres de hauteur sur 70 mètres de diamètre. Son sommet forme un bassin de 2"»,30 de profondeur avec 18 ou 20 mètres de diamètre. Au fond de ce bassin débouche la cheminée, large de 5 mètres, ouverte dans le tuf siliceux et à parois exactement polies.

L'eau qui remplit le bassin est ordinairement tranquille et la température à sa surface est de 76<» à 89*. Mais, à 22"50 de profondeur, le thermomètre, d'après les observations de des Cloizeaux et de Bunsen, monte à 127« avant les éruptions et à 122» après.

De temps à autre, ordinairement à des intervalles variant de 24 à 50 heures, mais très irréguliers, il se produit une violente éruption, précédée de plusieurs autres plus petites, qu'annonce un bruit de tonnerre souterrain, accompagné d'ébranlements du sol. L'eau monte jusqu'aux bords du bassin ; de grosses bulles viennent crever à la surface, d'abord très régulièrement toutes les deux heures, puis plus fréquemment. Enfin une puissante colonne d'eau de 5 mètres de diamètre, entourée de nuages de vapeur, s'élance verticalement jusqu'à 50 et même 50 mètres, en subissant quelques oscillations dans sa hauteur. Au bout de dix minutes, tout est fini ; l'eau se tient alors à 2",50 du bord et met six ou sept heures à i*egagner son niveau primitif.

M. des Cloizeaux a évalué à 160 mètres cubes la quantité d'eau rejetée par chaque éruption du Geyser. Ce déficit pourrait être comblé par un dégagement souterrain de vapeur, venant se condenser à la base de la cheminée et variant de 21,807 à 22,594 kilogrammes par heure. Cela correspond au travail d'une chaudière de sept cents chevaux. Mais l'intervention d'une aussi grande quantité de vapeur n'est pas nécessaire, car les glaciers du voisinage fournissent, par leur fusion, d'abondantes infiltrations qui, en circulant à travers les fentes du tuf au milieu duquel la cheminée est ouverte, forment une masse bien capable de compenser, au moins en partie, les pertes produites.

A 60 mètres seulement du Grand Geyser se trouve une autre fontaine jaillissante, c'est le Strokkur ou Baratte. L'ouverture, dépourvue de bassin, est un entonnoir de 2"»,40 de diamètre, n'ayant plus, à 8 mètres de profondeur, que 0'",26 et se prolongeant encore, sous forme d'un puits étroit, pendant ô'^jSS. L'eau se tient d'ordinaire à 5 ou 4 mètres de l'ouverture et y est constanunent en ébullition. A la base du canal, la température est de 114 degrés.

Tous les deux ou trois jours il se produit une forte éruption, qui dure un quart d'heure et projette des pierres. L'impulsion est si parfaitement dirigée suivant la verticale que les pierres retombent parfois dans la cheminée. En obstruant l'orifice avec des mottes de terre, on peut, plusieurs fois par jour, déterminer le renouvellement de ces projections.

La hauteur des éruptions est la môme qu'au Grand Geyser; mais au lieu d'une gerbe largement épanouie, on voit comme une série de lances aiguës.

Le nombre des fontaines jaillissantes d'eau chaude situées autour du Grand Geyser s'élève à une centaine, rassemblées dans un rayon de 300 mètres et offrant une grande diversité sous le rapport de la puissance et de la périodicité des éruptions.

Phénomènes de dépAt. — Tel est le phénomène phytique des Geysers ; mais il s'y joint un phénomène chimique important : c'est le dépôt, tout autour des orifices, d'un tuf siliceux formé d'opale commune ou silice hydratée, constituant la variété à laquelle les minéralogistes ont donné le nom de Geysérile. Ce dépôt repose sur une sorte de travertin siliceux provenant de la substitution de la silice à un entrelacement de débris végétaux, parmi lesquels on distingue des plantes herbacées et des feuilles de bouleau, avec une argile rouge et de la calcédoine zonée. Cette dernière, opaque à l'air sec, devient translucide quand elle est humide.

L'ensemble des concrétions formées par les geysers d'Islande s'étend, d'après M. Robert, sur un espace d'environ 8 kilomètres de longueur et 1 kilomètre de largeur ; l'épaisseur des dépôts dépasse souvent 50 mètres.

La seule végétation qui ait persisté dans la région des geysers est celle des prêles. Aussi ces végétaux se montrent-ils fréquemment incrustés de geysérite concrétionnée, fibreuse ou stalagmitique. Mais les dépôts anciens contiennent souvent des tiges ou des branches de bouleau entièrement silicifiées ; celles qui se trouvent à la base des dépôts du Grand Geyser sont translucides et à cassure résineuse; au contraire celles qui proviennent des anciennes sources aujourd'hui taries sont blanches, friables, pulvérulentes et leurs dimensions annoncent qu'elles ont appartenu à des arbres de grande taille; elles sont traversées en tous sens par des empreintes de racines et de plantes parasites, attestant que les arbres devaient être dans un état de décomposition avancé quand ils ont été silicifiés (1).

Ainsi les débuts du phénomène geysérien en Islande seraient d'ancienne dale et appartiendraient à une époque où le climat du pays était plus doux que de nos jours.

11 y a nécessairement une limite à l'activité des sources jaillissantes. Quand la cheminée, s'accroissant continuellement par le dépôt de la silice, a atteint une hauteur telle que la pression de l'eau empêche la partie inférieure de la colonne d'arriver à l'ébullition, les explosions cessent. Ainsi se forme une citerne (Laug). Il y a, en Islande, de ces citernes qui ont 12 mètres de profondeur. Bunsen a le premier signalé le charme de ces tranquilles fontaines, à la surface desquelles court une vapeur légère, tandis qu'à travers l'azur sans tache de l'eau admirablement limpide qui les remplit, on aperçoit au fond la bouche d'un geyser aujourd'hui inactif.

(i) Des Cloizeauz, Manuel de Minéralogie, I, 1862, p. 27.

GEYSERS

Il y a aussi en Islande des digues ou cônes de geysers éteints, dont la cheminée est comblée par des débris ; les eaux, à la faveur de la pression déterminée par leur ascension, ayant fini par se frayer un passage inférieur.

Aux Geysei^s dislande sont associées des sources boueuses fumantes, au fond desquelles une bouillie alumineuse d'un bleu noirâtre est en ébullition, se soulevant parfois en grosses ampoules qui, lorsqu'elles crèvent, projettent la boue à une hauteur de 5 ou 6 mètres.

M. des Cloizeaux a constaté en outre que le dépôt siliceux des Geysers était répandu au milieu d une argile bolaire où domine la couleur rouge ; cette argile est pétrie par endroits de cristaux de pyrite blanche, formés par la réaction du fer qu'elle contient sur le soufre des fumerolles.

Explication da phénoméae phyulqne des CIejser«. — Au premier abord, il semble que rien ne soit plus facile que d'expliquer les projections intermittentes ainsi que les dépôts siliceux des geysers. Imaginons en effet que, dans un sol très fissuré (ûg. 100), la rencontre des parties élargies de plusieurs fentes voisines arrive à constituer un siphon ABCD. Les eaux provenant des infiltrations de la surface s'accumuleront au fond des branches AB et BC. Supposons de plus que la branche CD „. ,^ ^. ,.1

rf r ^ ^ F,g, 100. Diagramme indiquant la glruclure

reçoive des vapeurs chaudes provenant d'un imérieure d'un Geyser suivaut la Ihéorie , . ' * r^ anciennement admise.

foyer volcanique voism. Ces vapeurs se concentreront en C, se bornant à échauffer l'eau à leur contact; mais quand leur tension sera devenue suffisante, quelques bulles réussiront à franchir, à travei-s l'eau, l'espace CB et à venir crever au dehors et enfm il arrivera un moment où, le niveau dans la branche CB continuant à baisser sous l'effort des vapeurs, ces dernières, parvenues jusqu'en B, projetteront en l'air la colonne d'eau tout entière.

Cette explication peut évidemment suffire et, en imaginant des siphons diversement conformés pour toutes les fontaines jaillissantes connues, on arriverait, à la rigueur, à rendre compte des apparences qu'elles présentent et qui sont loin d'être les mêmes partout.

Quant au dépôt de la silice, il semble qu'on doive tout simplement l'attribuer au refroidissement notable que subit l'eau des geysers en passant d'une température voisine de l'ébullition à celle de l'air ambiant.

Cependant l'ensemble du phénomène est plus complexe, comme on peut s'en convaincre en étudiant les circonstances propres au Grand Geyser (1). Portons d'abord, avec Tyndall, notre attention sur le fait physique et mécanique.

Si, en descendant un thermomètre dans la cheminée, on observe la distribution

(1) Toy. Tyndall, Heal a mode ofmoiion, p. 126.

de la température à différentes hauteurs, on obtient (flg. 101) les résultats suivants.

TEMPÉRATURE