STALACTITES CALCAIRES

Les stalactites des substances calcaires, comme celles des matières vitreuses, se présentent en concrétions opaques ou transparentes : les albâtres et les marbres de seconde formation sont les plus grandes masses de ces concrétions opaques ; les spaths, qui , comme les | ierres calcaires, peuvent se réduire en chaux par l’action du feu , en sont les stalactites transparentes. La substance de ces spaths est composée, comme celle des cristaux vitreux, de lames triangulaire presque infiniment minces :

mais la figure de ces lames triangulaires du spath diffère néanmoins de celle des lames triangula res du cristal ; ce sont des triangles don! les côtés sont obliques , en sorte que ces lames triangulaires, qui ne s’unissent «pie par la tranche, forment des losanges et des rhombes; au lieu que quand ce sont des triangles rectangles , elles forment des cariés et des solides à angles di'oits. Cette obliquité dans la situation des lames se trouve constamment et généralement dans tous les spaths, et dépend, ce me semble, de la nature même des matières calcaires, qui ne sont jamais simples ni parfaitement homogènes, mais toujours composées de couches ou lames de différente densité; en sorte qu’entre chaque lame il se trouve une couche moins dense dont la puissance d’attraction , se combinant avec celle de la lame plus dense, produit un mouvement composé (pii suit la diagonale, et rend oblique la position de toutes les lames et couches alternatives et successi\es, en sorte que tous les spaths calcaires, au lieu d’être cubiques ou parallélipipèdes rectangles, sont rhomboïdaux ou parallélipipèdes obliquangles , dans lesquels les faces parallèles et les angles opposés sont égaux: il est même nécessaire pour produire cette obliquité de position que les lames et les couches intermédiaires soient d’une densité fort différente, et l’on peut juger de celle différence par le rapport des deux réfractions. Toutes les matières transparentes qui, comme le diamant ou le verre, sont parfaitement homogènes, n’opèrent sur la lumière qu’une simple réfraction, tandis que toutes les matières transparentes qui sont composées de couches alternatives de différente densité produisent une double réfraction ; et lorsqu'il n’y a que peu de différence dans la densité de ces couches, les deux réfractions ne différent que peu ,

comme dans le cristal de roche , dont les réfractions ne s’éloignent que d’un dixn eu v terne , et dont par conséquent la densité des couches alternatives ne différé que très - peu , taudis (pie dans le spath appelé cristal d’Islande les deux réfractions, (pii diffèrent entre elles de plus d’un tiers, nous démontrent que la différence de la densité respective des couches alternatives de ce spath est six fois plus grande que dans les couches alternatives du cristal cfe roche. Il en est de même du gypse transparent , qui n’est qu’un spath calcaire im prégné d’acide vrtrioliqne; sa double réfraction est, à la vérité, moindre (pie celle du cristal d’Islande, mais cependant plus forte que celle du cristal de roche, et l’on ne peut douter qu’il ne soit également composé de couches alternatives de différente densité : or ces couches, dont les densités ne sont pas fort dif.érentes, et dont les réfractions, comme dans le cristal de roche, ne diffèrent que d'un dix - neuvième , ont aussi à très -peu près la même puissance d’attraction, et dès lors le mouvement qui les unit es' presque simple, ou si peu composé que les couches se superposent sans obliquité sensible les unes sur les autres; au lieu que quand les couches alfernatixes sont de densité très -différente, et que leurs réfractions, connue dans le cristal d’Islande , different de plus d’un tiers, leur puissance d’attraction différé en même raison; et ces deux attractions agissant à la fois, il en résulte un mou\ ornent composé qui, s’exerçant dans la diagonale, produit l'obliquité des couches, et par conséquent celle des faces et des angles, dans ce cristal d’Islande ainsi que dans tous les autres spaths calcaires.

Et comme cette différence de densité se trouve plus ou moins grande dans les différons spaths calcaires, leur forme de cristallisation, quoique toujours oblique, ne la sse pas d’otre sujette à des variétés qui ont été bien observées par M. le docteur Dcmeste : je me dispenserai de les rapporter ici parce que ces variétés ne me paroissent cire que des formes accidentelles dont on ne peut tirer aucun caractère réel et général; il nous suffira, pour juger de tous les spaths calcaires, d’examiner le spath d’Islande, dont la forme et les propriétés se retrouvent plus ou moins dans tous les autres spaths calcaires.

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DU SPATH appelé CRISTAL D’ISLANDE.

Ce cristal n’est qu'un spath calcaire, qui fait effervescence avec les acides, et qtve le feu réduit en n e chaux (pii s’échauffe et bouillonne avec l’eau comme toutes les chaux des matières calcaires; on lui a donné le nom de cristal d' Islande , parce qu il y en a des morceaux qui , quand ils sont polis, ont autant de transparence (pie le cristal de roche, et que c’est en Islande qu’il s’en est trouvé en plus grande quantité : mais on en trouve aussi en France, en Suisse, en Allemagne, à la Chine, et dans plusieurs autres cuivrées. Ce spath plus ou moins pur, et plus ou moins Iran parent , affecte toujours une forme rhomhoïdale dont les angles opposés sont égaux et les faces parallèles; il est composé de lames minces, toutes appliquées les unes contre les autres, sous une meme inclinaison, en sorte qu’il se fend facilement , suivant chacune de ces dimensions, et il se casse toujours obliquement et parallèlement à quelqu'une de ses faces; ses fragmens sont semblables pour la forme, et ne diffèrent que par la grandeur : ce spath est ordinairement blanc, et quelquefois coloré de jaune, d’orangé, de rouge, et d’autres couleurs.

C’est sur ce spath transparent qu’Krasme Barlholin a observé, le premier, la double réfraction de la lumière; et peu de temps apres, Huvg<*ns a reconnu le même effet dans le cristal de roche, dont la double réfraction est beaucoup moins apparente (pie celle du cristal d’Islande. Nous avertirons en passant qu'aucun de ces cristaux à double réfraction ne peut servir pour les lunettes d’appro' he ni pour les microscopes, parce qu’ils doublent tous les objets, et diminuent plus ou moins l’intensité de leur couleur. La lumière se partage en traversant ces cristaux, de manière qu’un peu plus de la moitié passe selon la loi ordinaire, et produit la première réfraction, et le reste de cette même lumière passe dans une autre direction, et produit la seconde réfraction, dans laquelle l’image de l’objet est moins colorée que dans l’image de la première *. Cela m’a fait penser que le rap-

i. Lorsqu’on rpçoit 1rs rayons du soleil sur un prisme de cristal de roche placé horizontalement , il se forme deux spectres situés perpendiculairement , dont le second anticipe sur le premier, en

sorte que si le carton sur lequel on reçoit les

port des sinus d’incidence et de réfraction ne devoit pas être le même dans les deux réfractions, et j’ai reconnu par quelques expériences faites en 1742, avec un prisme de cristal d’Islande, que le rapport est , à la vérité, comme l’ont dit BarthoJin et Huygetis, de 5 à 3 pour la première réfraction, mais que ce rapport qu’ils n’ont pas déterminé pour la seconde réfraction , et qu'ils croyoient égal au premier, en diffère d’un septième, et 11’est que de 5 à 3 1/2, ou de 10 à 7, an lieu de 5 à 3 ou de 10 à G, en sorte que cette seconde réfraction est d’un septième plus foible que la première.

Dans quelque sens que l’un regarde les objets à travers le cristal d’Islande, ils parcitront toujours doubles, et les images de ces objets sont d'autant plus éloignées l’une de l’autre, que l'épaisseur du cristal est plus grande. Le dernier effet est le même dans !e cristal de roche; mais le premier elfet est différent, car il y a un sens dans le cristal de roche où la lumière passe sans se partager et 11e subit pas t.ne double réfraction 2, au lieu (pie dans le cristal d'Islande la double réfraction a lieu dans tous les sens. La cause de celle différence consiste en ce que les lames qui composent le cristal d’Islande se croisent verticalement, au lieu que les lames du cristal de roche sont tonies posées dans le même sens; et ce qu’on voit encore avec quelque surprise, c’est que cetie séparation de la lumière qui ne se lait (pie dans un sens en traversant le cristal de roche, et qui s’opère dans tous

spectres est, par exemple, à jsept-pieds et ctei.ni de distance , tes couleurs pamisseut dans l’ordre suivant : d’abord le rouge, l’orangé, le jaune, le vert, ensuite un bleu toihie, puis un beau cramoisi surmonté d une petite bande blanchâtre, ensuite du vert , et enfin du bleu qui occupoit le haut de l’image, de sorte que la partie inferieure du spectre supérieur se trouve mêlée avec la partie supérieure du spectre inférieur; ou peut même, malgré co mélange, reconnoitre l’étendue de chacun de ces spectres, et la quantité dont l’un anticipe sur l’au* tre J’ai fait celte observation en 1742.

2 La double réfraction du cristal de roche se fait dans le plan de sa hase naturelle, dont les angtes sont de soixante degrés : cet'e réfraction est pins on moins forte, suivant la différente ouverture cies angles , pourvu qu’il soit toujours dans le même sens de ses côtés naturels , et ce sens est celui suivant lequel ses faces sont inclinées l’une à l’antre ; mais dans le sens opposé il n’y a qu’une seule réfraction.

MINÉRAUX

les sens en traversant le cristal d’Islande, ne se borne pas dans ce spath , non plus que dans les autres spaths calcaires, et même dans les gypses, à une double réfraciion, et que souvent, au lieu de deux refractions, il y en a trois, quatre, et même un nombre encore plu.s grand , selon que ces pierres transparentes sont plus ou moins composées de couches de densité différente; car tous les liquides transparens et tous les solides qui, comme le verre ou le diamant, sont d’une substance simple, homogène, et également dense, ne donnent qu’une seule réfraction ordinairement proportionnelle à leur densité , et qui n’est plus grande que dans les substances inflammables ou combustibles, telles que le diamant, l’esprit-devin , les huiles transparentes, etc.

Quoique j’aie fait plusieurs expériences sur les propriétés de ce spath d’Islande, je n’ai pu m’assurer du nombre de ses réfractions, elles m’ont quelquefois paru triples, quadruples, et même sextuples; et M. l’abbé de Rochon , savant physicien , de l’Académie, qui s’est occupé de cet objet, nt’a assuré que certains cristaux d’Islande formoient non seulement deux, trois, ou quatre spectres à la lumière solaire, mais quelquefois huit, dix, et même jusqu’à vingt et au delà : ces cristaux ou spaths calcaires sont donc composés d’autant de couches de densité différente qu’il y a d’images produites par les diverses réfractions.

Et ce qui prouve encore que le spalh d’Islande est composé de couches ou lames d’une densité très-différente, c'est I.i grande force de séparation ou d’écartement de la lumière, dont on peut juger par l’étendue des images; l’un des spectres solaires de ce spath a trois pieds de longueur, tandis que l’autre n’en a que deux ; cette différence d’un tiers est bien considérable en comparaison de celle qui se trouve entre les images produites par les deux réfractions du cristal de roche, dont la longueur des spectres ne diffère que d’un dix -neuvième ; on doit donc croire, comme nous l’avons déjà dit , que le cristal de roche est composé de couches ou lames alternatives dont la densité n’est pas fort différente, puisque leur puissance refrac! ive ne diffère que d’un dix-neuvième, et l’on voit au contraire «pie le spath d’Islande est composé de couches d’une densité très- différente , puisque leur puissance réfractive diffère de près d’un tiers.

Les affections et modifications que la lumière prend et subit en pénétrant les corps

transparens sont les plus sûrs indices que nous puissions avoir de la structure intérieure de ces corps , de l’homogénéité plus ou moins grande de leur substance , ainsi que des mélanges dont souvent ils sont composés, et qui , quoique très - réels , ne sont nullement apparens, et ne pourroient même se découvrir par aucun autre moyen. Y a-t-iî en apparence rien de plus net , de plus uniformément composé, de plus régulièrement continu, que le cristal de roche? Cependant sa double réfraction nous démontre qu’il est composé de deux matières de différente densité, et nous avons déjà dit qu’en examinant son poli , l’on pouvoit remarquer que celle matière moins dense est en même temps moins dure que l’autre ; cependant on ne doit pas regarder ces matières différentes comme entièrement hétérogènes on d’une autre essence, car il ne faut qu’une légère différence dans la densité de ces matières pour produire une double réfraction dans la lumière qui les traverse; par exemple, je conçois que dans la formation du spath d Islande, dont les réfractions diffèrent d’un tiers, l’eau qui suinte par stillation détache d’abord de la pierre calcaire les molécules les plus ténues, cl en forme une lame transparente qui produit la première réfraction; après quoi , l’eau chargée de particules plus grossières ou moins dissoutes de celle même pierre calcaire , forme une seconde lame qui s’applique sur la première; et comme la substance de celte seconde lame est moins compacte que ci Ile de la première, elle produit une seconde réfraction dont les images sont d’autant plus foibles et plus éloignées de celles de la première , que la différence de densité est plus grande dans la matière des deux lames, qui, quoique toutes deux formées par une substance calcaire, diffèrent néanmoins par la densité, c’est-à-dire par la ténuité ou la grossièreté de leurs parties constituantes. Il se forme donc, par les résidus successifs de la stillation de l’eau, des lames ou couches alternatives de matière plus ou moins dense ; l’une des couches est pour ainsi dire le dépôt de ce que l’autre contient de plus grossier, et la masse totale du corps transparent est entièrement composée de ces diverses couches posées alternativement les unes auprès des autres.

Et comme ces couches de lames alternatives se reconnoissent au moyen de la double réfraction , non seulement dans les spaths calcaires et gypseux, mais aussi dans tous les cristaux vitreux, il paroît que le pro-