ÉTAT DU GLOBE A SA FORMATION

eaux, suivant toutes les conjectures, un plus grand nombre de sels solubles qui, par leur réaction sur les corps environnants, ont produit cette foule de composés insolubles qui entrent clans les terrains de sédiment, et dont quelques-uns ont éprouvé et éprouvent encore des décompositions dont nous étudierons la cause et les effets.

Nous devons ajouter encore que la pression de l'atmosphère, étant très-probablement plus considérable dans ces temps reculés qu'elle ne Test maintenant, a dû influer sur la quantité de sels dissous dans les eaux et contribuer par suite à des réactions plus énergiques sur les masses d'où seront résultées de nouvelles combinaisons.

De nouveaux exemples feront encore mieux sentir l'importance de l'étude des actions lentes pour la solution d'autres questions de même nature. On sait que les eaux qui heurtent avec violence le flanc des montagnes, en détachent des parties qu'elles entraînent avec elles. Aussitôt que leur vitesse est suffisamment diminuée, elles déposent d'abord les plus grosses, puis les moindres, et il n'arrive guère dans les rivières, dans les fleuves ou à leur embouchure dans la mer que les parcelles les plus ténues, qui sont successivement déposées au fond et sur les bords, où elles forment, avec les débris des corps orga* nisés qui s'y mêlent, des alluvions et des aterrissemeuts dans lesquels la végétation se développe avec une énergie extraordinaire. Nous avons là une idée faible , à la vérité, de ce qu'était la végétation dans les premiers âges du monde, quand le terreau primitif était formé d'un semblable limon , qui devait être plus considérable que maintenant, en raison de la plus grande abondance des < aux et des déplacements qu'elles éprouvaient.

Ces alluvions, cesatlerrissements sont composés, comme nous venons de le voir, d'un grand nombre d'éléments provenant de débris de roches et de matières végétales, qui , en réagissant les uns sur les autres , ont été élaborés ensuite par la végétation. La plupart des changements

3ui s'opèrent dans ces réactions sont encore pour nous es mystères.

Les détritus, qui la plupart dû temps sont inattaquables par l'action des acides, cèdent à des actions lentes, qui finissent par séparer tous les éléments pour former ensuite de nouveaux composés.

Il est d'autant plus important de se livrer à ces recherches , que les alluvions qui se déposent à l'embouchure des fleuves finissent par y former des terrains d'une grande étendue, qui sout une source inépuisable de richesses pour les peuples qui les cultivent.

Quelques exemples suffiront pour en donner une idée : les villes de fiozette et de Damiette, bâties sur le Delta, au bord de la mer, il y a environ mille ans, en sont aujourd'hui à deux lieues. De plus, il est bien constaté maintenant, depuis les travaux des savants qui ont accompagné l'expédition d'Egypte, que le sol de, ce pays s'élève en même temps que son littoral s'étend, et que le fond du Nil s'élevant en même temps que les plaines adjacentes, l'inondation dépasse aujourd'hui les hauteurs où elle parvenait dans les siècles passés. A Eléphantine, par exemple, l'inondation dépasse maintenant de sept pieds les plus grandes hauteurs qu'elle atteignait sous Septime-Sévère. Il est hors de doute que la fertilité de l'Egypte dépend de ces aterrissements et du limon que dépose annuellement le Nil.

Les branches du Rhône présentent des accroissements semblables ainsi que le Rhin, le Pô, l'Arno, et en général tous les grands fleuves.

D'après ces observations, les recherches relatives au mode d'action des débris de roches sur les corps organiques ne peuvent manquer d'intéresser la physique générale.

11 n'est pas jusqu'aux dunes, ou petits monticules de sable que les vagues forment sur le bord de la mer, qui ne se rattachent à l'étude des actions lentes; car on sait qu'il arrive souvent que la nature du sable est telle, que , lorsque la mer rejette des débris de corps organi-

438 ÈTkT DU GLOBE A SA. FORMATION.

ses, il se forme peu à peu des agrégats qui sont livrés ensuite à la culture.

Quoique la plupart de ces décompositions soient couvertes encore pour nous d'un voile mystérieux, surtout quand la végétation y vient joindre son action, nous devons néanmoins faire des efforts pour tâcher de le soulever. •

Avant l'époque où nous avons commencé à nous livrer h ce genre de recherches, on s'était peu occupé encore des actions lentes, faute de moyens nécessaires pour attaquer directement la question. On s'était attaché particulièrement à celles qui pouvaient être expliquées par les propriétés connues des forces chimiques. On savait, par exemple, depuis long-temps que les stalactites et autres concrétions du même genre étaient dues aux dépôts des eaux, qui tiennent en dissolution du carbonate de chaux par l'intermédiaire de l'acide carbonique. Cet acide se dégageant au contact de l'air, il était tout naturel que le carbonate de chaux se précipitât sous forme de concrétions ou en cristaux.

On savait également qu'il se formait, au fond de certaines eaux, des couches cristallisées renfermant des débris de corps organisés, comparables, jusqu'à un certain point, à celles des terrains de sédiments anciens ou des terrains marins ; le travertin de Rome en est un exemple. Les formations calcaires sont dues souvent à des dépôts accumulés parla mer et solidifiés par des stalactites. On doit rapporter à des causes semblables la formation du grès dans les environs de Messine, ou le sable que la mer y rejette est agglutiné par un ciment calcaire. La roche à ossements humains de la Guadeloupe a une semblable origine; elle est composée de débris de madrépores rejetés par la mer et réunis par un suc calcaire. Je pourrais citer encore d'autres exemples déformations analogues qui ont été opérées en vertu de forces connues; mais le nombre en est assez restreint.

On a remarqué avec raison que les mers actuelles ne jouissent plus , comme les mers anciennes , de la prfr

priété d'incruster les coquilles d'une pâte qui les transformait en calcaire, sans que leurs formes fussent altérées. Ce cas paraît rentrer dans les pseudomorphoses, dont nous aurons l'occasion de nous occuper en traitant de la cémentation.

§ IL Des phénomènes volcaniques.

Avant de pénétrer dans l'intérieur de la croûte dii globe, je crois devoir parler des phénomènes volcaniques.

En attribuant une origine ignée à la terre, nous admettons que la chaleur a dû exercer une grande influence sur les phénomènes qui se sont passés dans les premiers âges du monde. Les éruptions volcaniques j qui étaient alors très- fréquentes, soulevaient les montagnes et bouleversaient la surface terrestre; aujourd'hui la croûte ayant acquis une certaine épaisseur, oppose une grande résistance à l'action des feux souterrains, qui ne nous donnent qu'une idée faible de leur puissante énergie dans les premiers temps.. Nous devons néaumoins exposer ici leurs effets actuels, afin de pouvoir remonter, par la pensée, à ce qui se passait alors. Un bruit souterrain semblable à celui du canon, ou à un fracas de voitures roulant sur le pavé, des tremblements de terre, et assez fréquemment des changements dans l'état de ratmosNphère, tels sont les signes avatntcoureurs d'une éruption volcanique. Elle commence ordinairement par une colonne de fumée épaisse, qui s'élève à une hauteur prodigieuse, et finit, quand elle n'a plus de vitesse de projection, par se refouler sur ellemême, de manière à former une série de sphères de vapeurs aqueuses qui, se condensant par le froid des régions supérieures, retombent en pluies abondantes, accompagnées de tonnerres effroyables. Du milieu de cette colonne s'élance une gerbe de feu , visible à la partie supérieure. Cet ensemble de fumées et dé flammée , sillon-

44û DES PHÉNOMÈNES VOLCANIQUES.

nées dans tous les sens par la foudre , forme le tableau le plus imposant que la nature puisse nous offrir. Bientôt après, il sort du cratère, avec une vitesse excessive, des pierres incandescentes et une quantité incroyable de cendres d'une si grande ténuité, qu'elles peuvent être transportées par le vent à des distances considérables. Celles du Vésuve, lors de l'éruption de 473, furent transportées, dit-on, jusqu'à Constantinople et sur les côtes d'Afrique. Ces cendres ne retombent pas toujours sèches sur le sol, car elles sont fréquemment pénétrées de vapeurs aqueuses. Des laves en ignition et .des produits boueux arrivent ensuite. Ces laves proviennent des substances liquéfiées dans les foyers des volcans, et sont lancées en dehors par la force expansive des fluides élastiques qui se dégagent dans les mêmes foyers; leur surface est agitée par de forts bouillonnements, d9où s'échappent des gaz et de la fumée blanche formée de sel marin ou d'autres substances. Ces laves, en sortant parles bords du cratère, suivent les directions les plus favorables que le terrain leur présente. Au contact de Pair, leur surface, en se refroidissant , se solidifie et la lave continue à couler dessous jusqu'à ce qu'il se présente un obstacle; alors elle s'y arrête, s'y amoncelle, finit par monter sur la partie solidifiée'et continue son cours comme avant, jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée par un nouvel obstacle. Il arrive souvent que la lave s'accumule dans certains endroits, et la chaleur se conserve si long- temps, en raison du peu de conductibilité des éléments qui la composent , que Dolomieu assure l'avoir trouvée sensible au Vésuve, dans un amas formé depuis dix ans. Le dessus des laves est ordinairement scorifié et criblé de petites ouvertures, par lesquelles s'échappent les gaz renfermés dans l'intérieur. Il existe ,une très-grande différence entre la température de la surface des laves et celle de l'intérieur; car on a plusieurs exemples de personnes qui ont traversé impunément des coulées de lave, quarante-huit heures après l'éruption, lorsque la couche supérieure était solidifiée et celle de dessous encore liquide.

Outre les phénomènes dont on vient de parler, il existe encore dans certains volcans des éruptions boueuses, aux* quelles sont dus les courants de même nature qui suivent diverses directions sur les flancs des montagnes, comme les laves incandescentes. L'existence de ces éruptions a été constatée par M. de Humboldt dans les volcans en activité du nouveau monde. La remarque faite par ce célèbre voyageur d'une quantité innombrable de petits poissons rejelés, dans une éruption d'un volcan du Mexique, ne laisse aucun doute à cet égard; car si la lave eût été incandescente, il ne serait resté aucun vestige de la matière animale. Ces poissons étaient en si grand nombre que leur putréfaction a répandu dans l'air une odeur infecte qui a occasioné des maladies épidémiques. La lavé qui renfermait les détritus de ces poissons s'est changée en une espèce de porphyre, que les naturels du pays exploitent pour s'en servir comme de combustible.

Il y a une différence bien marquée entre les terrains volcaniques de l'ancien monde et ceux du nouveau. Les premiers ont la forme d'un pain de sucre, et la ma* tière est continuellement rejetée de manière à l'augmenter en hauteur; dans ceux du nouveau monde, il y a quelquefois soulèvement de terrain, et les éruptions se font par des cheminées dans l'axe du cône soulevé. De plus, les volcans de notre continent sont toujours' dans des pays de montagnes, à peu de distance de la mer, tandis que ceux de l'Amérique sont situés assez loin des côtes et sur des plateaux .assez élevés pour que les laves ne puissent s'épancher à leur surface.

Les éruptions d'un même volcan ont souvent lieu à des époques éloignées; on a remarqué qu'elles sont d'autant plus rares que les montagnes volcaniques sont plus élevées. Il y avait plusieurs siècles que le Vésuve n'avait vomi des flammes , lors de l'éruption de 79 de notre ère, dans laquelle Pline périt. La montagne et l'intérieur du cratère étaient recouverts d'arbres de la plus belle végétation. Les volcans qui s'éteignent se changent

44* DES PBréNOMÈITCS VOLCANIQUES.

souvent en soufrières ou montagnes qui dégagent du soufre, comme la Solfatare près de Pouzzole. Vers la fia des éruptions, il s'élève de la terre des miasmes infects, qui nuisent à la santé des hommes et des animaux.

Les phénomènes volcaniques déterminent souvent des changements dans la forme du sol; dés parties de la surface s'élèvent subitement. M. de Humboldt rapporte que, dans une éruption volcanique à Lancerote près Chimansaga le 1er septembre 1730, des rochers pyramidaux s'élevèrent de la mer, augmentèrent en longueur et bientôt s'unirent à l'île. On doit rapporter à une origine semblable les îles nouvelles qui apparaissent quelquefois dans certaines mers. Souvent il se forme à la surface, de la terre des fentes et des crevasses par lesquelles les forces volcaniques manifestent leur activité.

Des sources d'eaux acidulées sourdent quelquefois. D'autres sources déjà existantes éprouvent des changements remarquables. Les masses de rochers que lancent les volcans sont ou des pierres volcaniques, des ponces, des scories, des fragments de laves, des masses vitrifiées, des cristaux amoncelés, des brèches, etc. Ces masses sont quelquefois projetées à des hauteurs considérables. Le Cotopaxi a lancé, en 1 533, des rochers de trois à quatre mètres de diamètre.

Le Vésuve lance parfois du granité , du micaschiste et autres substances qui, n'ayant pas été altérées par le feu, font connaître la nature des terrains que traversent les matières volcaniques. Les gaz qui se dégagent de ce volcan sont les acides sulfureux et hydrochlorique, quelquefois l'acide carbonique, rarement l'azote. Le sel marin, le sel ampioniac, les chlorures de cuivre, de fer, l'acide borique, le soufre, le sulfure d'arsenic, se subliment dans les fissures des roches et sur les parois du cratère.

Les volcans du nouveau monde ne dégagent pas les mêmes gaz que le Vésuve.

M. Boussingault(i), qui a examiné la nature des fluides élastiques qui se dégagent des volcans situés entre le cinquième degré de latitude nord et la ligne équinoxiale, a reconnu que le volcan de Talima fournit de la vapeur d'eau, du gaz acide carbonique et du gaz acide hydrosulfurique, ainsi que les volcans de Puracé, de Pastoé et duTuquères. Le volcan de Combal , situé très-près de la ligne équinoxiale, lui donna en outre de la vapeur de soufre, et comme produits accidentels, de l'acide sulfureux et de l'azote. On voit d'après cela, que l'acide hydrochlorique, l'hydrogène et l'azote ne font pas partie des gaz qui se dégagent des volcans de l'équateur américain.

Telles sont les principales observations qui ont été faites jusqu'ici sur les phénomènes volcaniques, sur ces phénomènes dont la puissance était telle à des époques reculées, qu'ils ont été la cause de ces grandes catastrophes qui ont bouleversé la surface du globe.

On a donné successivement pour aliments aux feux volcaniques le soufre, les pyrites, les houilles et bitumes; mais il est bien démontré maintenant qu'aucune de ces substances ne peut les entretenir. Davy, aussitôt après la découverte des métaux des terres et des alcalis, jeta en avant cette idée, qu'il pourrait bien se faire que ces mêmes métaux existassent àde.grandes profondeurs dans la terre, et que leur contact avec l'eau produisît tous les effets volcaniques connus. Ce principe fondamental étant

f)osé, il raisonna ainsi : Les changements qui produisent es feux volcaniques ont lieu dans d'immenses cavités souterraines, où l'air pénètre jusqu'aux substances actives, long-temps avant que celles-ci atteignent la surface extérieure.

Le tonnerre souterrain, entendu à de si grandes distances sous le Vésuve, est presqjue une démonstration de grandes cavités souterraines, remplies de substances aériforines. Quand le volcan est tranquille, elles doivent se remplir d'air atmosphérique. L'air et la vapeur d'eau

(i) Annal, de Ch. et de Physique, t. lu, p. 5.

renfermés dans ces cavités, agissant sur les métaux des terres , sont la cause des phénomènes volcaniques. Si les laves peuvent être ainsi formées, le phénomène entier se trouve expliqué par Faction de l'eau de la mer et de l'air sur les métaux. Le voisinage des grands volcans, des cotes de la mer, vient à l'appui de cette explication. Quand ils en sont plus éloignés, comme ceux de l'Amérique du Sud , l'eau peut venir de grands lacs souterrains dont M. de Humboldt a signalé l'existence, en montrant des poissons dans des produits volcaniques. Davy, dans un ouvrage posthume, a modifié cette théorie, mais . sans abandonner cependant l'hypothèse de la présence des métaux des alcalis et des terres dans l'intérieur de la terre. M. Gay-Lussac a fait à cette théorie plusieurs objections auxquelles il est difficile de répondre. Comment l'air pourraït-il pénétrer dans les foyers volcaniques, quand il y existe du dedans au dehors une pression que l'on peut évaJuer à 3oo atmosphères environ, puisqu'elle élève la lave, trois fois plus pesante que l'eau , à une hauteur de plus de mille mètres. Si l'air pouvait s'y introduire, les tremblements de terre, suivant la manière de voir de Davy, deviendraient impossibles. D'un autre côté, si les actions volcaniques étaient dues à la décomposition de l'eau par les métaux des alcalis et des terres, il devrait y avoir un dégagement énorme de gaz hydrogène; or, on n'aperçoit jamais aucune inflammation de ce gaz au-dessus du cratère. A la vérité, il pourrait se faire que l'hydrogène, en se combinant avec le chlore, formât de l'acide hydrochlorique; mais, dans ce cas, la quantité de cet acide devrait être plus considérable qu'elle n'est réellement.

M. Gay-Lussac pense que l'on pourrait supposer avec plus de raison que les phénomènes volcaniques sont dus à l'action des eaux de la mer sur les chlorures des métaux des terres et des alcalis, laquelle dégage probablement assez de chaleur pour vaporiser l'eau, décomposer le sel marin et produire tous les autres effets. Quant à la formation de l'acide sulfureux, il faut ad-

mettre qu'il existe avec les chlorures, des sulfures qui sont également décomposés par la haute température des réactions chimiques. Alors le soufre en vapeur s'élève avec les autres matières et se change en acide sulfureux, aussitôt qu'il a le contact de l'air.

Il est très-probable que l'eau de la mer pénètre dans les foyers volcaniques; mais pourquoi la lave ne sortelle pas par les mêmes canaux conducteurs, puisqu'elle y trouverait une résistance moindre que partout ailleurs. On répond à cette objection, que les longues intermittences des volcans font présumer que l'eau pénètre peu à peu, par sa propre pression, dans des fissures imperceptibles et s'y accumule dans les vastes cavités que renferme la terre. Les feux volcaniques se rallument ensuite peu à peu, et la lave, après avoir obstrué les canaux par lesquels l'eau était arrivée, s'élève par son soupirail accoutumé.

Quant à la cause des tremblements de terre, le docteur Young en a donné une explication satisfaisante en l'attribuant à une très-forte onde sonore, excitée dans la masse solide de la terre par une commotion quelconque, laquelle onde se propage avec la même vitesse que le son. On conçoit bien I ébranlement facile de toutes les particules d'une masse solide, en songeant que le choc, produit par la tête d'une épingle à l'un des bouts d'une longue poutre, se transmet distinctement à l'autre bout. En adoptant cette idée, on voit pourquoi la couche extrême de la terre, ne trouvant pas à transmettre son mouvement à d'autres couches, tend à se détacher de la masse ébranlée, ainsi que tous les objets qui s'y trouvent. On attribue aussi les phénomènes volcaniques à l'état d'incandescence de la terre à une certaine profondeur.

M. de Humboldt (i) a présenté quelques considéra-

(i) Voyage de Humboldt et Bonpland. 1 re partie, relation historique, t. ni, p. 627.

446 DES PHiffOUÈNIS VOLCANIQUES.

tions sur les volcans en général , qui sont d'autant plus précieuses qu'elles sont le résultat d'un grand nombre d'observations faites dans diverses parties du monde et dont plusieurs lui sont propres. Je me fais donc un devoir de les rapporter ici.

Suivant ce géologue célèbre, les volcans enflammés paraissent être l'effet d'une communication permanente entre l'intérieur de la terre en fusion et l'atmosphère. Sur la crête des Cordillères du nouveau monde, comme dans le sud de l'Europe et dans l'ouest de l'Asie, il existe une liaison intime entre Faction chimique des volcans proprement dits, qui produisent des roches, parce que leur forme et leur position permettent une issue plus facile aux matières en fusion, et celle des volcans de boue en général, lançant d'abord des blocs, des flammes et des vapeurs acides, puis vomissant plus tard des argiles boueuses, du naphte, de l'hydrogène mêlé d'acide carbonique et de l'azote très-pur. L'actiou des- volcans manifeste cette même liaison avec la formation tantôt lente, tantôt brusque, des bancs de gypse et de sel gemme anhydre qui renferment du pétrole, de l'hydrogène condensé, du fer. sulfuré et quelquefois des masses considérables de galène, comme au Rio-Hualaga, à l'est des Andes du Pérou. Elle la manifeste encore avec l'origine des sources thermales, le groupement des métaux, déposés à diverses époques de haut en bas dans les filons, dans les amas et dans la roche altérée qui avoisine les crevasses métallifères, enfin avec les tremblements de terre, dont les effets ne sont pas toujours dynamiques, mais qui sont accompagnés quelquefoisde phénomènes chimiques, et avec les soulèvements instantanés et très-lents que l'on aperçoit après de longues périodes sur quelques parties de la surface du globe. Ce rapport intime entre des phénomènes si divers a jeté quelque jour, dans ces derniers temps, sur un grand nombre de questions de la physique du globe, dont la solution avait été regardée comme impossible. 11 en résulte que l'analogie de faits bien observés nous porte à deviner ce qui s'est passé à

des époques reculées qui ont précédé les temps historiques. Cette action du dedans au dehors/ est aujourd'hui très-affaiblie et ne produit des roches qu'autour de petites ouvertures circulaires ou sur des crevasses longitudinales de peu d'étendue. Elle ne manifeste sa puissance intérieure à de grandes distances qu'en ébranlant la croûte de notre globe dans des directions qui restent les mêmes pendant un grand nombre de siècles.

Avant l'apparition de l'homme sur la terre , l'action de l'intérieur du globe sur la croûte solide a dû modifier la température de l'atmosphère et lui donner celle des régions tropicales. C'est dans les temps primitifs que les forces volcaniques venues de l'intérieur, plus puissantes que maintenant, se sont fait jour à travers la croûte solidifiée qu'elles ont crevassée et remplie de substances diverses.-

L'époque des grandes révolutions géognostiques était celle où les communications entre l'intérieur et l'extérieur du globe étaient plus fréquentes et. en même temps plus nombreuses, et où la tendance à établir ces communications a fait soulever, à différents âges et dans diverses directions, les chaînes de montagnes qui recouvrent maintenant la surface terrestre. On peut encore citer comme témoins de cette action souterraine des fluides élastiques, qui tendent à soulever les continents, cette grande dépression de l'ouest de l'Asie, dont la surface de la mer Caspienne et du lac Aral forme la partie la plus basse (5o et 32 toises au-dessous du niveau de l'Océan ) et qui s'étend au loin dans l'intérieur des terres jusqu'à Saratow et Orenbourg sur le Jaïk. La formation de cette grande concavité de la surface, dans le N. O. de l'Asie, paraît être à M. de Humboldt en rapport intime avec le soulèvement des montagnes du Caucase, de l'Hindoukho et du plateau de la Perse qui borde la mer Caspienne au sud. Cette concavité de l'ancien monde est un pays cratère, comme le sont, sur la surface lunaire, Hipparque, Archimède et Ptolémée, qui ont plus de 3o lieues de diamètre.