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L'E~HELLE REDUITE DES EXPERIENŒS GEOLOGIQUES
PERMET· ELLE LEUR APPLICATION AUX PHÉNOMÈNES DE LA NATURE 'l EXEMPLES:
Les Figures cIe percussion et cIe contraction, etc., les Cirques volcaniques terrestres et lunaires.
PAR
W. PRINZ
Profel!S8Ur eItraordinaire à la Faculté dea sciences appliquéH.
(Dl!U:Cieme a/·ticle.)
Dans une note portant le mème titre principal, j'ai tenté de mon- trer que bien des c~périences de déformations mécaniques restent comparables entre elles, quoique leurs dimensions aient varié dans d'énormes limit~s et qu'on les ait effectuées avec les matériaux les plus divers. Elles permettent donc de conclure à des actions simi- laires dans les grandes déformations subies par la croùte terrestre.
Je me propose de continuer cette démonstration dans ce second article, auquel je consene la disposition du premier. L'index biblio- graphique, qui ne renseigne d'ailleurs que les ouvrages principaux
d'une, aste littérature, ne reproduit ni les titres cités précédemment, ni ceux qui sont suffisamment désigni>s dans le texte. Je relègue pllfmi les notes additionnelle!! quelque!! fllits compli>mentaires IIU
..
•
24û EXPÉRIJ!NCI!S GÉOLOGIQUES
premier article (note additionnelle F), ainsi que les développements spéciaux appartenant au sujet actuel. La numération des cartes et figures suit celle du premier article; il en est de mème de la dési- gnation des notes. Toutes les figures sont calquées sur les pièces mèmes, sur des photographies, ou sur des dessins d'autres observa- teurs.
Cette fois, il ne s'agira pas de ruptul'e par compression de solides tout entiers, de plissements ou de rayures étendus; c'est le rpsultat d'etfOl'ts localisés en un point des surfaces, que nous allons examiner.
Les ruptures étoilées, résultant du choc d'un corps de petites dimen- sions, sur des plaques de matières amorphes ethomogcnes, sont uni- versellement connues. Par contre, les lois régissant ce mode de brisure, le sont bien moins. f)ans 1'00'dre des recherches du premier article on voit nombre d'ingénieurs, de IIIpcanicieus, de géologues, d'industriels aider pal' des expériences, des obser\ ations et des cal- culs, au développement du problème et contribuer à sa solution. Ici je pouvais, un moment, me croire seul observateur des particularités que je constatai lors de mes premiers essais,
Cependant, je me souvins avoir lu un travail gp.ologique où il ptait question d'expériences de rupture a\ ec des dalles que l'on brisait par la chute de poids tombant de hauteurs ,ariables, nme fuHmpos- sible de retrouver ce passage, malgré de longues recherches. Par contre, celles-ci me firent découvrir un autre prédécesseur, Guthrie, qui renseigne dans un travail écourté les phénomènes que je notais de mon coté. Au cours de ces dernières annét's, plusieurs expérimentateurs ont retrouvE", à l'insu les uns des autres, les lois fondamentales de la rupture, en sorte que la pénurie dt' dOl'uments s'est atténuée.
Nous aborderons le sujet par les expériellces ri>centes exécutées sur les métaux par )1. Hartmann: Ce savant praticien nous apprend qu'une plaque mi>tallique circulaire, appu~ ée par son pourtour sur une bague résistante, puis soumise en son centt'e à la pression d'un poinçon, montre, lorsque la limite d'élasticité est dépassée, des lignes rayonnantes partant du ('cntre de compression. II. Elles sont en nombr-e limité, formant une étoile à dix ra~ ons em irou, chaque rayon comprenant en réalité un faisceau de 2 à :J lignes. )) En con- tinuant ~I'effort, d'autres rayons naissent, des déformations coneen-
RXPÉRIENCI!S GÉOLOGIQUES 247
triques au poinçon se développent, enfin des spirales surgissent, donnant à la pièce l'aspect du Il guillochage» d'une cuvette de montre. L'ensemble de ces lignes, d'une complication croissante, est rpuni sur la figure ci-jointe empruntée à Hartmann (fig. 50). Lorsque la bague de support est trop petite, on risque
de produire des cisaillements; c'est le poin- çonnage proprement dit, sur lequel M. Fré- mont a fourni d'intéressants développements.
r.onsidérons plus particulièrement le début du phénomène, lorsque les ra) ons sont peu nombreux, et orientons-nous par une expé- rience très simple. [ne assiette en faïence ordinaire est placée a terre sur un tapis. On laisse tomber en son centre, a des hauteurs
Fig. 50. - Ensemble des déformations dans une plaque d'a- cier soumise à une pression centrale,
croissantes, un objet quelconque, assez p~tit, et de forme régulière, ..
soit une bille métallique ou l'extrémité d'une canne, de façon à pro\oquer la rupture avec le minimum d'effort. {;haque fois, l'as- siette se rompra sui\ ant trois directions, formant des angles de 420°
entre elles (fig. 54). Guthrie avait observé la mème loi à l'aide de disques de \ erre, au centre desquels il appliquait le jet enflammé
Fig. 51. - Assiette brisée par un choc central. Diamètre 20 centimères,
d'un chalumeau, ou qu'il brisait par la pression d'un bouchon.
Par un choc tt'op vif, ou e~écutp à l'aide d'un percuteur un peu volumineux, les trois frac- tures ont une tendance à se propager au-dela du centl'e (fig. !H). Fréquemment aussi, une étoile à six branches se dé, eloppe, sans que la pièce ne se rOlllpe. Si le percuteur est plus larj.(e encore et qu'on le manie par trop violemment, l'étoile aura une foule de branches; la loi initiale s'efface alors, con- formément il l'essai de Hartmann.
Lorsqu'on a ('onstaté la constance de ces résultats pour une même matière, il convient de rechercher s'ils sont indépendants de la n"tUl'" des suhstances et de la grandeur d'e~{>cution des essais.
ArmÉ'd'unpercuteur, formé d'une bille RIPtalliqueenmanchéesurune tige flexible, on frappe l'a sur des plaques de diverses matières et l'on constatera hientôt que la rupture (1 tl'Oi~ ( ou six) branches a lieu
248 EXPÉRIENCES GfOLOGIQLES
sans nception. Elle apparAlt dan~ le mArbre, le pliüre ou le ,erre, aussi bien <lue dans le goudron, l'argile humide, le carton-pierre ou la porcelaine,
L'étoilement é1émeniAÏI'e pel'»i~tl', toull's propOI'tions gal'lli>cs bien entendu, quoique la forme du percu- teur change, A~ ant frappé une sphi>re en porcelaine dégourdie ,1\ ec. un pel'- l'uteur rel'tangulaire, j'Ai obtenu lA fissuration l'egulii're, nillsi lJue le montre la fig.
:':?
Le pointilli> indiCJue /e contour dl' /n pit'ce triallgulail'e quis'e~t détachi'e a lïnlprieul', sous le ChOl'.
Fig. :,;!. _ Choc d'un pel"'lltplIl' Cps l'\.pPl'ienl'es llIonh'ent é\ idem l't>elangulaire SIII' une ~I'hèl'e IIwnt !lien des partil'ulAl'itps a(,l'eN5uirc."
eu porcelaine, Diam. }" "ent:
épaisseur -lmillim. SUI' le»qudles jp Ile pui~ m'arl'èter long temps. C'est ninsi qlle dall~ 1111 l'as, le pl'l'l'uteul' sphi>riqlll' fit UII
troll net de El mi!lillli'tl'es dl' dialllètl'e IInlls une sphère de por('elaine semblable a celle de l'essai pl'écédellL, sans la
fèler, Seulement, le bu Ille conique détaché à l'intérieur portait l'etoilement c"ractél istique marqué par tl'Ois rainul'l's en Y, il bords tran chants, qui alternAient m e(' tl'ois lIomh!' ments moins marrjués (fi~, 33),
~ous a\ ons constaté, d'Ills le pl'emiel' arti
Fig, 5-1. - Bloc de (el'
bril!é par explosion cen- tl'ale, Diam. 10 centim.
épaisseur :J centim,
l'1t', que le.> (({>furma- tions qu'on ~ e\illlli-
nait~c trou\Ai!'nt l'éa- tisées for1uitellient. Les
Fil!'. :,:l, - Bulbe de percussion avec l'ai-
nUl'e~ tril'adiées. UI'.
lIattl\'. En dessous, clIllpe t1'une l·ainure.
Noilemenb a trois ou si\. hranches sont au~.,i
sou \eut pl'Odllils pal' accidl'nt. :\olllhre de
\ itres fèlé-es par un ('hoc localisé et pas trop ,ioll'nt montrent la figu/'{' normale; ordinail'c
\\lent, l'ellort a Mi> hrutal et in'pgulier, en SOl'te que lel> li.,slll'el> irradiant (lu ('l'litre St'
lIIultiplient et se compliqllt'nt. Outre le \erl'e, les ûalles de Il'oUoirs, les l'arrelagcs (\es hahitations nous 1)J'{>scntent la fracture Il'il'adiée. On l'obsel'\e en('ore, 10rSfI1I'on hrise unI' plA(lne
EXPÉRIENCES GEOLOGIQUES 240
de ,ene par l'étineelle électrique. Je la trouve alLSSi dans un dessin de Uauhrée représentant un blot· c~ lindrique de fer, rracturé par des cartouches de fulmi-coton placÉ'es au centre (fi~. 5i). Je la vois enfin dans cet étoilement fi~uré pal' de la ~()ë
et lIar§!erie pour monll'er la fissuration d'une couche de plàtl'e en poudre, pla- cée sur une feuille de eaoutehouc, que l'on repouSl>!' en -dessous 3\ ec le bout du doigt (fig. :';::;). L'pchelle a laquelle ces mallifelltatlons se produisent est illillli-
. . Fig. 55. - Couche de plâtre en
tee, comme pour les autres deforllla- poudre sur une feuille de caout- tions si les proportions restent COllsel'- choue. Etoilement pl'Ovoqllë
, pal' ~oulèvemellt centl·aI. Hé-
\ ées. En faisant il{lhprel', par un peu duit.
,l'cau, sllr un marbre lIll dl' ces petits disques de ,erre, aUllSi minces 'lue su papier (0,45 millim . . .
<T'>
d'épaisseur), dont on se sert pour cou-f
(~)
\ l'il' les préparations microscopiques,'\.~ on peut le di\Ïser en trois ou six fra~
Fig. 56, --Yel'res-couvl'eUl'S brI- sés par percussion au centre.
Brand. lIat", - LI'8 morceanx du plus grand sont légèl'ement
ments par IID coup sec donné avec la pointe d'un l"olllpas (fig, 36),
séparëes, Dl' mèllle, un pro-
jectile de '1lIl'lques centaines cie kilol!rH1lI1l1eS, lancé contre unt' plaque de blindage de plusieurs
déeilllètt'es d' É'paisseur, ) Jll'ovoquera la ,'upturc ca- l'actp,'isti.} ue. .Je reproduis
,• '"1' 1 1 1 Fil!', ~ii. Plaque de
, (eu'{ le l'es p aques fonte durcie, Larg,
(fi~, 57 et 38), La première, l m.; épaiss, 20 c.
se trou \ ait a l'exposition d'Anvers de ~ 894. ; I":tuh'c, esl tlxt/'aite d'un Hrticle de ~. Cl'ont'au
~ur les progrès rpcents de ta marine.
Fig. 58. - Plaque de l'ne alltre forrlle d'e~ai IUprile encort> de
blindage de ;l5 cent, d'é- è 1 .1' • ' 1
pais5eur après a coups. nou~ arr tel', il caUse l ('s cOllulhons sppcia es Projectile6 .Ie ::261..il. ùe subl>tance et de dimension. LoI'S du fort hiH'r de Hj91-9~, la lIei~e, amassée SUI' près d'un mètre de hauteur
250 EXPÉRIENCES GÉOI.OGIQl1ES
par le vent, était assez résistante pour supporter le poids d'un homme, à condition de s'avnllrer avec beaucoup de prudence. En se maintenant avec précaution sur un pied, on pouvait, par un l{;.;ar a-coup, provoquer le bris de la surface et l'onstl'uire de vpritnbles
Fig. 59 et 60. - Aires d'effondrement dans la neige aw'Cie. Diam.
1 1/2 mètre et 80 centimètres. - Ces figUl'es, et heaucoup d'autres, furent ohtenues par un seul ~-coup.
bassins d'effonùl'ement Hyant les linéaments caractéristiques de ces formations, ainsi que les trnits des l'Optures t~ pes (fig. 59 et 60). Sou- vent, les secteurs se rapprochaient vel's le centl'e de IH caviti> et leurs bords ra) onnants s'pcraSHient les uns contre les autres, en sorte que les fissures étaient remplacées par de petits bourrelets de neige d'une grande netteté (lignes striées), Pnr contl'e, les crevasses périphériques baillaient Inrgement. Cet essai est surtout intéreSSHnt parce (lu'i1 met l'ptoilement à trois ou six rn~ons et la brisure périphél'ique hexago nale en évidence, par nn tnssement superficiel dans une couche de matière continue. En effet, la consistance de la partie supprieure de la neige différait à peine de celle des parties profondes. Le souvenir de cet exemple nous reviendrn dnns la suite, pour nous avertir que les caviti-s ré~ulières, qui entnment la surface d'un ~Iohe, ne doivent pas néceSSHirement intpresser toute l'ppaisseUl' de son pcorre.
lorslJ u 'elles ont des dimensions relativement restreintes.
Pal'mi les altpraLions dans les bl'isures carêlctp!'Ïstiqlll's, rpsultant des circonstances e'<périmenfales. il en est une qui a droit êl une mf'ntlon spériale, il Cllll~(, dt' sn frpquenr(' et de sa ré!-!ulêll'itp. Elle se
EXPERIENCBS GÉOLOGIQUES 2.'51
produit, m'a-l-il paru, lorsque le corps choquant agit sur une grande sUl'face relative, au lieu de porter en un point. On dirait d'un dédoublement de la fissure triradiée fondamentale. Son centre est
Fig. 61. - Schema de la transformation que su- bit/'étoilement type par le choc de percuteurs à large surface.
constitui> par une droite, d'où partent deux gerbes. montrant encore l'angle caractéris- tique voisin de I~O°. Normalement sur la droite, de part et d'autre, deux lat'ges bandes s'étendent à une grande distance. Les couples de fissures qui bordent ces bandes (fig. 6t, a a, b b) ont une tendance au parallélisme. Le croquis ci-contre donne l'aspect schematique du centre de cel étoilement, sur leqnel d'au-
tres détails sont réunis en une note addition- nelle {G). La partie caractéristique de cette figure a éli> soulignée
par un trait fort.
,
Il
Avant de rechercher l'explication de la loi générale mise en i>vi- dence dans le paragraphe pri>cédent et d'en tenter l'application aux phénomènes naturels, ri>unissons encore quelques autres modes d'ex- pi>riences relatives à not~e sujet.
La très intéressante série d'es'i8is entrepris par ~. le prof. Schoen tjes, de ITniversité de Gand, attirera d'abord notre attention, parce qu'eHeest aussi étendue, que soi~neusement exécutée.
~. Schoentjf's, a opéré sur des hémis- phères métalliques creux dont le pôle rece-
\ ait une pression croissante, a\ ee des poinçons de sections varii>es. Dans la grande majorité des cas, l'enfoncement finissait tou- jllurs par avoir un contour triangulaire, di>termini> par trois plis à BO°, quelle que
fùt la forme du poinçon (fig. 62). Fig. 62. Hémisphère métal- lique creux déformé par un
Si l'on cri>e aJ·tificiellement, a la lime, des poillçonhemisphérique. Dia-
méridiens de moindre rpsislance, la défor- mètre Hi centim.
mation ne les suit que pour autant qu'on les ait tracés conformément a la loi. Ce ri>slIltat serait a introduire dans un" discussion sur les
..
252 I!IPÉRIENCI!S GEOLOGIQliES
Ii!-!ul'es de per<'ussiondans les III il il' lU cl'itallis{>s~ note additionnelle H), Curieu'\: aussi, est l'effet obtl'nu lors de ll'écrasement du pole de l'hi>lIIisphère par un plan, Il se forme alors un enfoncement hexago- nal d'une grande ri>gularité (fig, 63), Cette défol'mation avait déjà
Fil!:, (la. lIémisphel'tl mé- tallique Cl'tlUX écrasé par
été \ ue par les balisticiens, à en croire une note du dictionnaire de Laboulay, Ils ont ob- servé que lt's projectiles sphériques, frappant sur un plan assez dur pOlll' s'opposer à leur pénétration, s'aplatissaient suivant un~polr
gone cOI'fespondant il la base d'une série de pyramides encapuchonnées, dont les sommets Plaient dit'igi>s \ers le centre du boulet,
un plan, Diam, 10 centim. Pal' d'ingi>nieuses l'e('heJ'(~hes personnelles,
~, H, Alsdorfa également retromé l'opiniàlt'e loi de déformation, en s'aidant d'un matériel très sill1ple, l'ne balle de C'aoutchouc tombant sur un plan recou\ ert d'une couche poudreuse, abandonne une em- preinte pol~ gonale, D'ailleurs, un ballon élastique perforé, pour per- mettre à l'air de s'échapper, st' déprime trian/,(ulairement sous la pression du doigt et une feuille de papit'I', tendue sur un vase, que
1'011 troue avec un l'ra) on rond, soigneusement taillé en cdne, reçoit une perforation polygonale, Ou peut!suÏ\ re les progrès des cinq ou six déchirures radiales amenées par la pl'o'pagation d'autant de plis rectilignes formant les cotés du polygone (fig, 64), Ce mécanisme rap-
~ *~ pelle celui de la défol'Illation heugonale d'un , ) hémisphère pal' la Ilres:.ion d'un plan (fin ,0. 63,) '-JV ~~_
I<'ig, 64, Pel-fora tious polygonales obtenues il raide d'un Cl'a\"Oll dans un papier tend~, Grand, natut',
Quand une em el,orpe tl'Op lal'ge se ride en
s'appu~ ant 'sur une surface plane, elle montre
!lps phénolllf>ut's analogues au'\: précédents, l' ne feuille de gMatinc distendue pat' imbibition, qui se dessèche s'Ir L1ne lame tle ,el'l'e llIouillée, se contra('Le en une multitude de plis 11 trois hranchl'~, irradiant des dt'I'nièl'es gouttelettes rI'ean, Ces étoiles s'é\Ïtent, uu se J'ent'onll'cnt, puur ('ollstituer un I"Pse,HI de pol~g()nl'''. sOll\cnt ou\t'rt .. , 1 ~u l"i'guliCls. II1Ioique les angles, oisins de 120" soient fl''',!lIent." He semLlables fit-:lII'es se pl'O
dlli~ent al'l'idt.nlellement sur les plaques photographiqm's dont la ( ouche sen~ihl(' ~'est rJieollpl'
.1\
ant 'lu 'l'Ill ~ Ile soient !o\f>{'hes (fig, 65).EXPIRIENCES GI!OI.OGIQt:ES 2.'53
Par l'introduction do quelques bulles d'air sous une feuille de gi>la tine, reposant sur une lame de
verre, avec couche d'eau inter·
posée, on rait naitre des plis.
sou\ ent trifides, Pllwnant de chaque bulle (fi~, 1i6).
De là nous pourrions arl'iver al ... Ii:wres de retrait qui exige- raient, à leur tour, bien dl's cii>
veloppements (note addition. 1 ),
Fig. 65, - Rides dalls la gélatine d'une plaque photographique. Orand. nal.
l'ne autre disposition de ces essais s'ohtient par la contrac- tion de spbères élastiques recou-
\ el'tes d'une couche a~ ant une
ce,'taine~rigiditp, Chancourtois en ., prpsenlait, au congrès de Spo-
L -_ _ _ _ ... _ _ _ _ _ ...I logie de t 878, des spécimens
Fig. 66. - Plis rayonnants !lutour tll' li ' " 1 1 d 1 r bulles d'air 80U8 unI' couchp ùe géla\ine estmes a rappe l'r e mo e ( e ,01'-
humide. Grand. nat. mation des chaines dl' 1U0nta~nes.
Ils avaient pté obtenus en Ll'empant dans la l'ire fondue des ballons de caoutchouc surgontlés, préalablement enduits d'huile. Les ballons se couvraient ainsi d'une com'he assez uniforme de ('iI'e, qui se soulevait en riùes, lors du dpl!onflemenl. L'aspect d'un de ces bal-
Fig. 67. - Ballon en recouvert d'UD8coucbe de cire ridée par dégouflement. Dia- mètre 12 centimètre8.
lons est donné fig, 67. On ~
retrouve les plis aigus, hifur- qups, s'as.'lociant en pol~ go nes, analogues il ceux de la g{>laline dl' l'essai antérieur.
J)allhr{>c rèlll'it l'es re- productions imitatives a\ e.c des \ ariantes, qui Il' condlli
~irent a desrpslIltats semhla- hlt's il ceu~ de" \1. Schoen- tjeo; et Aisdorf. En plaçant des!>phèrescreuses,de di vers métau"t., dans un c~ Iindre en aciol' rempli d'eau et corn-
IIXPÉR II!NCI!S GI!OLOG IQrES
muniquant avec un~ puissante presse h~draulique, des pl'~ssions
de 8 à 50 atmosphères y déterminaient l'apparition de concavités en losanges et surtout en triangles. Des dépressions triangulaires analo- gues se montraient sur des ballons en caoutchouc dans lesquels on faisait graduellement le vide.
~ n pas de plus, nous conduit à rechercher ('~ qui ad \ i~nt d'une sphère, lors lu'on continue ces efforts par pression, ou yide, de ma nière à amener le maximum de déformation. Fairbairn, a \ ait déjà montré en 4860, que des tubes cylindriques en fer, de 40 à lli centi- mètres de diamèh'e, sur 50 de longueur, soumis à des pressions nor- males en tous sens, se déformaient sui, ant trois direc-
lions, de façon à donner en coupe un tl'iangle concave (fig. 68).
C'est de ces effets que Lowthian Green, un auteur dont nous nous occuperons encore, déduisit que la di>-
formation complète d'une sphère doit se rapprocher du Coupe d'un tu-Fig. 68. - tétraèdre régulier, c'est-à-dire du solide offrant la plus he en fer dé- formé par des grande surface sous le moindre volume. L'expérience, pressions nor- tentée dans la suite par M. Ch. Lallemand, donna en males en tous
sens. Diam. 15 effet des formes approchées. Elle fut renouvelée à centimètres.
l'Universtité de Bruxelles par~. le Professeur Joly et ~. Ghesquière, avec des ballons en verre, dans lesquels on fai-
sait le vide pendant qu'on les ramollissait sous un feu vif. Ces sphères se déformèrent comme les ballons de caoutchouc de~. Lallemand. Je dois un de ces ballons à l'obligeance de M. Ghes- quière; il est repri>senti> fig. 69. La' section trans- versale est égale à celle des tubes de Fairbairn (fig. 68); une quatrième dépression occupe le pole.
1II
L'universalité d'une loi, qui se laisserait poursuivre jusque dans le règne organique, se met clairement en évidence dans toules ces
Fig. 00.- Ballon en verre déformé té- traédriquement. Dia- expériences. Mais, si l'on demande à quoi cette mètre 14 centimètres.
forme si constante de ri>solution du choc ou de la pression en un point
EXPERIENCES GÉOLOGIQVlS
est uue, il est assez diflicile de répondre. Contre mon attente, la théorie du phénomène ne parait pas établie. ~algré mes dl>marches auprès de Sa\allts autorisés et bienveillants il n'a pas été possible de trouver une explication complète des constatations, que l'on vient de I·ésumer . .Je serai donc obligé de m'en tenir aux renseignements sommail'es qui suivent. Peut-ètre que la lecture de ces pages poussera un spécialiste à leur fournir un commentaire, COlllIlIe M. L. Anspach a bien voulu le faire pour les essais consignés dans mon premier article.
Plusieurs auteurs ont reconnu la nécessité du mode de brisure que nous étudions, mais sans nous dire les raisons qui les ont guidés.
Uans ses Eléments ele Géologie (t 839), Leco,\. exposant la théorie des soulèvements, suppose qu'un cône volcanique perfore le terrain et ) provoque un étoilement; il ajoute: « Rigoureusement, les fractures d'un tel cratère doivent être au moins au nombre ue trois, car on ne peut admettre un étoilement qui ait moins de fissures convergentes. Il
~
Dana, de son coté, fait une remarque analogue à propos ues fis- sures qui déterminent la formation des basaltes colonnaires : « Dans une couche de roche fondue, dit-il, le plus petit nombre de frac- tures qui puisse s'ouvrir en un point superficiel, par suite d'une
é~ le contraction, est de trois» (Maflool of Geologg 4895).
D'autres encore, Guthrie par exemple, s'en tiennent à la simple obsen ation de la constance du phénomène.
Bref, la seuleïndication réellement utile, que j'ai rencontrée, est celle de Lowthian Green. Les e"{périences de Fairbairn, qui ter- minent le paragraphe précédent, lui inspirent la rMlexion suivante:
« [ln nombre infini de forces égales, agissant sur la circonférence d'un cercle, dans son plan, vers 1(> centre, équh aIent à (ou sont résolubles en) trois forces égales, équirlist.antes, soit à t 20· l'une de l'autre, dirigées ,ers le centre. Et un nombre infini de forces égales, agissant sur la surface d'une sphère, vers le centre, équivalent à (ou sont résolubles en) quatre forces équidistantes, soit à 409<>28' l'une de l'autre, et dirigées vers le centre. Un anneau peut être empê- chI> de se mouvoir dans son plan, en n'importe q~el sens, lorsqu'il est maintenu par trois points équidistants, et pas moins. Il en est de même pour la sphère, quand elle est maintenue par quatre points équidistants. J)
..
256 EXPERIENCES ',IiOLOGIQllIlS
Ces proposition!> jeUeut quel(lue lumit','e Mil' les "p.,ultilts 1!(~J1(>,'au~
Iles expériences réunies il'i. Les deu'( t~ pe~ \II'illl'ipau'( des (IPforma- tions de la sphèl'e, h. dPfo,'mation triangulaire plll' ln pres"ion d'un poinçon, et la dPformntion he"'(aI!Ollall' pm' la I"'('!>sion d'un plan, peuvent, avec leut' aide, ètre comprises cie la maniè,'e suivante:
Dans le pt'emier cas, le poinçon amène J'ahord une dPformlltion circulaire, qui se ('onlinue tant qllt' les ('onciitions le permettent. Elle est la consioquence cie la tl'action ('enlI'ipeh' d'une infinitp dt' fOl'ces égales. LOI'Sque la nature de la suhstanee, son ppaisseUl', st's dimen- sions relah ves, ne pt'rlllt'ttent l'lus 11 la pal'lie entra/nél', 'lui ilU;!-
mente sans cesse d'étendue, de drS('enci"e salis se l' lis,'it'r , le ('t'rrle limitant la déformation, doit cpdt'r en nu lIIoim, troi!'! di,'eetions, qni sui\ ront l'effort du poinçon en se rappr(whant du eentre. Ill'n rpsul- tera naturellement trois plis. bi.,,,t'etant ct's directions t't tendant, nu contraire, à fuir le l'entre, C'est, t'n SOlllllle, le schellla (ks tulles dMormps de Fairbait'Il (fiK. 68). Il l'st il "l'marque,' qlle Il''' tl'ois points qui se l'iIpprocht'ut du centrl' (fil!. 62 a J, sont à un ni \ ean plus Plevp que le restlmt (lu l'ontou,' (It' la dèformalion. On dt'\ ine que ces tt'ansformation-; seront tl'ès constantes f[ll1md le IwrcuteUl' est peu volumineu~; elles manq uent l',,,'cment, mème lorsqu'on expcute les essais sans grande prpcaution.
Dans le deu'(ième cas, les complications sont f,'pquentes, ainsi (!U'i! ressort des spries d'e"'(périences, les ('irconstances n'Ptant plus aussi simples, LOI'Sque le plan ('olllpre&,cur louche là spherc, il en refoule une pat'tie é!!alement limitpe pm' un cercle. La pression porte non pas sur le centre, ('omme prpcpdemment, mais "lIr le pourtoUl' du cercle. Celui-ci s'''i'wamlit a\ cc la continuation de l'el'fort, tant que It's conditions s'~ IlI't'tent, jUS(lu'au moment où la partie refou- Ipc doit se pli'lSer. Lc~ pli,." avons-nolis (ht plus haut. sont i, un ni\ eau infét'ieUl' à celui (1('" parties inte"lllpdiaires, ce sont ('es del'- nières qui reçoi\ ent l't'fTort, et, ('omme d'autrt' part, les effets doi\'ent ètre semblables au~ deu~ e~trPlllitps d'un mème diamètre - si tout est parfaitement PfIuilihrp, -.: le tl'ian;.de sera ,'emplacé par un he~agone (fig. 63).
Le carrp est pgalement une fOl'me po!>.,ihle, aussi l'ohtient-on sou\ent. Le pentagone sera une forme de passal!e. Cependant, l'hexagone se produit a\ ec une préférence marquée dans les e'(pé-
UI'ÉRIIlNCIlS GÉOI.OGII,JUIlS 2';;7
riences entoun"es de précautions. Ce pol~~onc jouit de propriétés remarquables; il tend à se conserVeI', mal~I'é d'assez fortes altéra- tions, sans doute, parce que, lorsqu'il est circonscrit à un cercle, l'hexagone, quelque irrpglllil>I' elu'i1 soit. a ses diagonales qui se coupent en un mème point.
ne~ l'aisonnements analo~ues guidel'ont probahlement l'intel'pl'é- tatiun des nOlllbl'ellses \ arialltes a ('es es. .. ais fondamentall x, Il est a espél'el' qll'un sppcialiste en donnera la t"POI'ie détaillpe.
IV
Quittons maintellant l'étroit esprice du laboratoire, pour interJ'ogel' la naturl' et rel'hel'ehl'l' s'il se tI'OU\ e pal'mi It·s ~igantes'lul'S cons- tructions édifiées par elle, dl'S fOl'mes 1"'psI'ntant de,", analo~ies 01\ l'C
('elles que l'on sail al'tilh'iellelllent l'J'l'>eI'.
POUl' rt'ne'onll'el' des t'""(emples d'elfondl\,menls ou tle tassemenls ..
d'une certaint' alllpleur. il faut P\ idemlllent les chel'chm' dans Il'S rp!!lions minées et instables, l'a\ agées par le \ ulcanisme.
Ici ml' revient en IllpmoiJ'e la judicieuse réflexion émise il propos de l'IIPkJa par li. ,Iules Ledereq, d.ms son attachant ouvraj.{e sm' l'Islande: « Son nom est ('Ollnu au loin el l'imagination populaire l'n a toujollrs fait, a\'ce le ypsu\e et l'Etna, un tles trois principaux \01 l'ans de l'EUI'ope. C'est qu'il en est dl' la ('i>léhrité des \ olt'ans l'Olllllle ùe ('('Ile des "Olllllll'S : on n'en parle point s'ils \ iven! ohsl'lIl'"
et l'etil'és et s'ils dédaignent la puhlicitp, JI •
Ce sont bien ces deu'\: tlel'niel'S \olt'.ms qui ont accaparé pend'lIlt 10Jl!-(telllps toute l'attention des gpologues. au tlPtl'iment des connlli'l- s.mccs génl'>l'alt's sur le \ ulcnnisllle, Ces al'cumulations de dél>l'is, pm'tiellement l'onsolitlPes par tles coulpes et des injections de laH~, ne l)J'psentent qu 'un intpr~t seconùait'e, si l'on Ill> J'attache pas It'U!' étude il celle de la l'pgion ,olt'anique entièl'e . . \etuellemenl, la I.wune considpl'able, qui e\.ist<lit tians Cl' ehapitl'e de la Iléologie, se comble; les documents s'ae('l'ois~ent et se pl'écisent. Par leurs dPtails \ pcus et circonstanciés. l'l'S ét'rits prpsentent un puissant intp -
l'~t, surtout pour le chereheuJ' séllentllire, de, ant qui ils évoquent les pa~ s inaccessibles'I\ Cl' tHnt d'intl'nsité, qu'il peut en discu ter eomme s'il les a\ aient pm'courus. Beaueoup tle (,€'S oU\ rages son
T, 1\', 17
EXPERIENCES GÉOLOGIQUES
accompagnps non pas de croquis, mais de véritables levés to'pogra- phiques et phot03raphique5, fourni:>san' l'image fidèle des construc- tions volcaniques, ain"i que Iles tenains où elles s'élè\ ent.
Les cones de d ~bl'Is, les volcans, tels qu'on se les représente com- munément, hOllt ùeh amas meu!Jles, dans l'axe desque's les érup- tions maintiennent temporairement un canal, terminé par une ouver- ture de petite dimension, qui est le cratère. Lorsque, après un
parox~ sme, le call1le se rétablit, le canal s'obstrue, de sorte que l'éruption SUI\ ante ùoit ètl'e a!>~ez fOI·te pour briser l'obstacle et ame- ner au jour les matpriaux i~nps internes. Ces efforts secouent tout le cone, des fi!>:"ul'es radiales dpchirent les flancs de la montagne et c'est par là que l'épanchement se produit de préférence. Le cratère est surtout le théàtl'e de phénomènes explosifs, de projections de cendres et dt> vapeul' d'enu, en sorte que ces ouvertures sont ordi- nairement clrculnil'cs, ou im>gulièrement elliptiques. Le vent domi- nnnt a aussi une influ 'nce mal'qupe sur leur fOl'me. Étant donné le molle de croi"sanre de ces amoncellements, et l'incohérence de leurs matériaux constitutifs, il doit tltre rare d'~ tt·OU\ er des contours rap- pelant ceux que les expériences ont appris il l'onnaitre.
~Iais il est des points du Globe où le Mversement des matières ignées est tranquille; les explosions, qui puh érisent la lave épaisse pour la transformer en cendres, sont absentcs, ou très atténuées. Des épanchements en nappes continues, hasaltiq Iles, ont lieu, de sorte que si des a'c mulations s'elh ent sur le enll'e pruptif, elI('s affectent des profils de dûmes cxtr~lIIelllent su 1 bai"sps. L'ensemble de ces conditions est plus favorable il la nais~anre de hrisures conformes aux essais, comme on \a le \oil'.
Sur la plus grande des Iles Hawaï il e"Ùste un volcan de ce type;
son activité est incessante: c'est le Kilauea. Pour être exact, remar-
Fig. 70. - Profil du Mauna Loa avec les crateres Mokua-weo-weo (M) et Kilauea (K). Le cone du Vésuve a éta figuré, à la meme échelle, sur la ligne du niveau de la mer. a gauehe (\j.
quons que le Kilau a n'est qu'un cratlre latéral du }launa-Loa, immense dûme de plus de 300 .kilomètl·cs à la base, au fond de
J.'ig. ; 1. - Plan ,lu cratël'e tel'minal ,lu Maulla-Lou. Le tl'ait fort cOlltoure la ('uve pl·incipale. L'échelle et les letll'es sont les molmeK qlle celles du "Ian du Kilauea.
.
A
Fig. ;2. - Le cl'atëre IŒauea. Réduction photographique:d'un calque leyé sur la carte de M. Alexandre. La tlèche indique le ~. Les crevw;ses sont mar- quées par des traits ondulés. Le cratère;principal est délimité en traits forts;
les il"adins et talus accessojre~ en traits fin8.
..
IUÉRIENCE!5 Gt!:OLOGIQUS 261 l'Ocpan, et d'une InlllteUl' totale d'em il'On di\. llIille llIètres, dont i,OI pmel'gent lili-dessus du nÏ\ eau de 1;, Iller (fi~, 7U), Le solllmet est tl'OIlP par une deuxièllle ca, itp, un set'ond cl'atèl'e, pOl'tant le nom Ile )loJ..ua-weo "eo, Ces deu\: dppl'essions, ainsi 'lue les autres
"Ptails topographiques relatirs au'\ ,olt'ans h,,\\-aïens, sont figUl'ps Ïl'i
"'lIl'rtos Iles le, i>s ll'ès précis (Ji~, 71 et 72), Leur diamètre est de plusieu l'li kilolllètres; elles ont i>ti> cl'i>i>es au milieu des champs de la' e ('onstituant le Mauna-Loa, pal' Il' jeu des rorces ,olcaniques particulièrement adi, es en l't'8 deu, points Les parois de ces bas- sins SOllt il pit', ou disposi>s Cil tel'l'asses.
Illll' les intel'stiees qui st' 11'0\1\ ent lIU hUl'd de t'es !lounh~!5. les lIIas.O;l'S fonclues s'épalll'hent ell l'aseades pàteuses et tenllcnt il It's l'emplil'; ('ela finil'ait par al'l'iyel' si. de temps en telllps, la .Ia, e nl' Sl' l'l'til'ail, alIIemllll des lassellll'nts et des phoulelllents; qui main-
•
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Fig, ia, - Partie ol'ielltale tle l'ile 1I1aui avec le cl'atere Haleakala, Les points noirs marquent l'emplacement de petits cimes, l'n cel,tain nombre d'entre eux est g..oupé le long d'une f,'acture indiquée en pointillé,
til'lIl1t'nt la ea, itp a, ee Ulll' proro/llleul' vaI'iable, )talfotl'P l'es Ulodifi('a-
IiIlIlS inel'S.<;antl'S, IfIS (,l'altol'es du )tauua Loa j,(al'llent des ('ontlllll'S
"isihlement pol~~onau'\, SUI'toUt le I\ilauea, <lui est l"Î,'eonSlTit pal'
1111 pl'lit I1l1mbl'" d'ali~lIenH'lIls, t"IIIIlluiSllllt il un pentagone, ou a Ull
..
EXPÉRJE!'ICES GÉOLOGIQt:ES
hexagone. Le pol~gone est dPformé, ainsi qu'il fallait S') atten- dre, étant donné le mode de formation.
Lne autre ca,ité de même nature est sise au sommet d'un des pics jumaux constituant l'Ile de ~aui. Elle a l'aspect d'une gigan- tesque déchirure étoilée, d'une dizaine de kilomètres de long, sans les prolongements, sur 4 kilomètJ'es de lar1-(eur et 800 à 1,000 mètres de profondeur à pie, Dans le fond, de très petits cones de débris (200 m. de hauteur) ont dp\ersP des laves, qui ont ruisselÉ' vers la mer par de grandes brèches. Ce ("olossal cl'e, assement est le cratère Haleakala; il a été formé par des effondl'ements successifs, Le con- tour type, qui parait être triangulaire au centre, est partiellement effacé (fig. 73).
Le Kilauea est la seule de ces trois ou, ertUl'es où les forces É'rup- lives manifestent une activité constante. Dans la partie sud-ouest, ainsi que l'indique le croquis fig.
n,
se troll\ e une dépression secon- daire occupée par un lac de la\ e en éhullition tJ'anquille. Les indi- gènes lui ont donné le nom de Halemaumau. Comme cette mare à souvent un très faible rebord, et que les \ apeurs qui s'en dégagent sont très peu abondantes, on peut s'en approcher de trf'S près, pOUl' contempler à l'aise les gerbe'! de feu qui jaillissent de toute part.'.
'
. .
"
:\ul ne sait jusqu'où les matp- riaux fondus s'É'tendent sous le plancher ,itreux du cratèl'e principal; toujoursest-i1, (lue le sol de la grande cuve l'psonne sous le pas et que les nom·
hreuses fissures qui s'~ "'ou- ,ent pmettent dcs ,apeurs dlaudes.
LOI'l'. des PJ'UptioIlS, le lal"
dp!JOI'(\e ahondamlllent dans II' Kilauea proprelllent dit. liais
Fig, 74, - Plan de l'effondl'ement du Hale- maumau, levé eu mars 1886 pal' Emer-
80n du (1011, Su,.",
il arri\e aussi que la lave est soutirée
â
la base du dÙllle; alol"S le Halcm3umau se vide très rapidement et le planl"her du grand l'l'atère s'effondre sur un assez grand espacl' tout autoUl' de la ca, itp. Ces conditions se rap- pro("hl'nt de ('l,lI('s (l'le l'on l'palise l'~pPI'illl(,lItHI(,lIH'lIt. l'n sorteig. 75. - Carte du désert 'olcaniqu8 O'dadahl'8ull, en Islande, avec
fi~&lIre ~'I\ eina!!jà, 'lui émilIa coulée de la"c de 18i3 (en pointillé en haut, ~ droite).
I!XPÉI\lENCE8 GiOLOGIQI:ES
que les pOlll'tOlll'S anlluleu \. camdf'J'Ïsllues tendent li St' melt/·c Cil
É'videncl'.
En 1886, l't'nfoneellll'Ilt avait un I"ontolll' 1 rian~lIlail'e d 'l'Il' iooll d'un J..iloll1l'tl'C dl' cOif' (fig, 74); tandis qu'en 18!' l, l'f'huulelllent Pl'cnait la forme d'un pol~ ~une, dont Il' el'nh'e i-tait OCt'upi- pal' UII
ptang circulaire dl' tJllsaltc fondu, d'environ ~'
trois cents lIIètres de dialllètre (tif!. 76.) ,,-i / L'islandt', Ilonl la gl1lcl' et la laH' se dis-
plltent hl Iwssession, a égalclII(,llt lin ,olc'an sujet à des modifiealions in('t'ssantes ri-sul- ( tant de causes analogues à ('elles 'lui viennent d'è-lre rappclf'es,
encore l'existence Ile ce eirlfue fl'randiosc, qui ...
t 1 rl' \ k' S d' , t .. d Fig. 76. - ('on tour polv- ..
1\ n'y a pas vingt-cinq ailS, on ignorait
por c e nom . s Ja. ~on lame l'e eSL' c <7ollal du lac de lave e
10 L.ilolllètl'es en viron; le contour est plutOt
anguleu~ que circulaire, Cl' n'est, a propre- ment parler, lIu'un enfoncement au milieu d'un champ de lé" e, faiMclllent bOlllhi-.
Halemamllau !I)ll'è~ l'et~
fondremellt de 1891, sui- vant un levé toPOgJ'Il- l'bique,
La ,aste di-pression est borllÉ'e 11'11 n rl'llI!'al·t Ile quelq Iles centaines de mètres de hauteur au- dessus du planchel' du cratère. En t 875, une lerl'ible éruption eut lieu dans la partie sud -est de cette enceinte. les descriptions, peu nom- hreuses, permettent de conclure ll'l'elle fut ac- cOlllpagnÉ'e d'un phéno- mt>ne semblable à celui que l'on a plusieurs fois
Fil!. 77. - o"kjugjà, gouffre situe dans l'enceinte observé au Kilauea, Les
de t'Askja,
laves s'échapperent par
tllI(' immt'IISl' ('r<, \ asse, OUH'I'tt' a quarante J.ilometl'l's rie li. \~rs Il' norli-llord-l'st. dÉ'sign p(' sur la ('al'te de Thoroddsen (fi"" 75.) sous Il'
110111 tle SweinaKià (gjà
=
l'rI." aSSl.'), \1 s't'n sui, it 1111 tassement dansEXPlillllNCES GÉOLOGIQUES
le plancher de l'Askja et le grouffre ainsI formé prit un aspect si régulier, qu'il frappa l'explorateur Watts qui visitait la région peu de temps après la catastrophe.
Une note transmise pal' Burton s'exprime ainsi: « Le centre de l'éruption, que nous appellerons Oskjugja (fig. 77), était une simple crevasse, un triangle aigu a) ant son sommet vers le SSW.; la base, mesurée au pas, avait au delà d'un mille, et le pi>rimètre en avait environ cinq. Les trois côti>s étaient des crevasses profondes et per- pendiculaires ouvertes dans les collines par l'éruption ... La c,"ose la plus curieuse dans ce gjà, c'est qu'il contient un triangle dans un triangle, tous deux semblables comme détails; en outre, il y a une série de fissures moins larges allant du centre ,ers le sommet et vers les deux autres angles ... Sur le côté est, un profond cratère, d'environ un quart de mille de circonférence, déchal'geait des quantités de vapeurs et de boue grasse et fétide, .. Sur la base, il y avait un autre cratère profond ouvert dans un terrain éle\é et frac- turé .. , L'explorateur vit distinctement une cavité avec de l'eau chaude jaillissante, du côté ouest du triangle intérieur , .. »
Tout en faisant la part de l'imperfection du tracé ci-contre, on ne peut manquer de constater son analogie avec les figures obtenues dans les essais de rupture des corps par pression, ou percussion, en un point. Il est curieux de voit' la manière précise avec laquelle la continuation des trois fissures centrales se troU\ e indiquée par deux cratères et un(' .,ource jaillissante.
L'Askja, comme tant d'autres grands cirques volcaniques - cer- tains atteignent 20 kilomètres de diamètre - est établi sur un point faible de la croûte terrestre, où l'écorce llIal l'essoudéc garde la tendance à se rompl'c sous les efforts venus de l'intérieur. Certaines de ces formations sont situées il l'intersection de plusieurs aligne- ments éruptifs; telle Krakatoa, entre Ja\ a et Sumatra, qui s'est effondré en 1883, engloutissant trois montagnes volcaniques, pour les remplacer par une caviti> de 7 Idlomètres de diamètre, sur 300 mètres de profondeur.
l'n autre étoilemement, assez régulier, est lisible sur la carte tra- cée par Suess pOUl' nous montrer l'origine des ébranlements qui affectent la Calabre et la Sici'e. Le cirque qui occupait le centre de l'Ptoilem('nt (ile Panaria) est aujourd'hui brisi> en un groupe
/
EXPERIENCES G!m.OGIQUE'ld'Bots; les ra~ ons sont marfJups-p'lJ·îes·\ olcans des îles Lipari et par la direction des secousses ~éisl\liqlll''' (fi,!. 78.)
Fi/1.'. 78. - Carte du bsssin d'effondrement des îles Lipari.
La région affectée par les tremblements de terre e6t hachUloée.
Quelque chose d'analolllle se trouve SUI' la carte des environs de l'Askjà dressée par Thoroddsen (fig. 75). Elle montre que la cavité marque le point de rencontrt', sous un angle- ou\crt, de deux puissants alignements volcanitlues. On croit reconnaHre deux des
Fig. 7a et" 80. -- Groupes de volcans éteints à cratères polygonaux dans la Shoal Bay au nord d'Auckland et dans les environs d 'Onehunga. Les crète..'! sont tracés eu traits forts.
branchi>s d'une gigallte~lIlJe brisure, dont la troisième aurait avorté, particularité fr~quentc au ... si dnlJ~ lel> l'xpéricnces.
J'ai dpjà llit fllIC lel> conlours pol~ gonall"t doiH'nt ~Ire rares dans
..
Ill'ÉRII!NCI!S GÉOLOGIQUI!S
Ips cones Ill' dphris; ('l'pendant. il ~ en Il ('II d'IIs.'\ez saillants pour ('-h'c notps p(lr'les obsenatellr's. Le l'r'lItt're dl' 1'.\Sltllla (Japon) Ptait dl'\t'Ilu orto~onal lors dl' l'pnrption de t783. lUlIIS ,lit :\lIulII,lIln; Il' triple gouffre du Shir'aneSlin l'si aussi pol) !Zonal en plusieUl'S endl'Oits suivant l'esquisse topo~r'lIphique du lIIèllle auleur'. Le l'r'lIlèr'(' de la IIlOnta!!lll' S/lcrpe dt's japonais le Fuji-no-Yama. ('arto~r'aphip par ,on Dr'lIsclll' et Hein. l'st p~alement an~uleu\.. Enfin, la ri>~ion vol- ('ani'iue ,III milieu de laquelll' est hàtie la \ il!e d'AlwllarHI. ('api- tale de la ~ou\elle-Zct'lande, l'oulieul heaul'oup de ('r'ali'r'l'S has.
parfois ell\ ahis pal' la Iller. dont les ('ouloUl'S sont explil'ahles l.ar' les effondrements pol~gouau"\: ( fig. 79 et MO).
n',lIIlres e\:emple.s. in(,olllpar'abll'IIII'nt plus grands, POUl'l'OIlt (\Ir'e l'punis 10l'squ'on aura une l'onnaissanl'e topo~I'aphique sulli- SIInte de l'el'taines ('onstrul'tiolls pr'upti\ es lIIi"\:les. Ilui l'psllllent de l'hanielllents dans le mode d'Plllission. Il al'riH' que la par'lie supp- r'ieure d'une monta~ne \ oll'anillue dispal'élisse, l'n s'Ilbimaut dalls Ult
,ide sous-ja('ent, dl' sor'te que le sonlllll't tI'OIl11l1P l'onlÏent un cinlue au\. par'ois ahruptes. Sur son fond, l'adi\ itp SOUll'r'l'ètine peut 'pdilier des coues en nornhr'e ,ar'iahle. Cette disposition l'st tr'è.s répandue sllr la Terr'e; elle Il donllt> rHlÎssarwe Il hl thporie dite des l'r'atères dl' soulè, l'ment. HOl'hstetter' l'avait e'((\delllent inlerpr·Ptpe dès t 858, lol's de son pas.'\èlge au"\. Philippines, ainsi qu'il IIppel'l d'lIlle Il'ttn' 'lu'i1 adressa à Humboldt.
Dans une importante puhli('lItion toute I-foCellte. ~Bt. \"erbel'l et Fennl'lIIa nous montt'ent Il' mènll' al'l'aD~elllent dans Il'S \"oll'alls principau\: de ,1;1\11, a"el' d'intp,'es.'\IInts l'ssais de l'econstitution dl'S cllnes pr'ilIIitif.'\, dont les im- lIIenses cir'qut's aduels sont les l'l'stes. 1)lusielll's de ces rler'nier'S ont des ('ontours pol~gonml'{.
La Illème origine doit (\h'e
as..,i~npe au l'emarquahle 1','11- Fig, 81. - Le cratère .relfondrelllenl .Iu
mont Mazarna ((alK'ade Rau!!e . Diarn. tt'r'e-Ial' du ~oDt-~azama dans
\1.(0) melres, \'Orpion (Etats-l'nis), dont Oiller
a dOnllf. un'e rlt'sl'I'iptinn t't 111\ IIIn<li·lt' l'l'pl'oduil par' la fif!. SI.
\1 faut St' pal'lh'" poul'tanl d'i>l l'Ill Ir l' dl s ~('Ill ilia 1'1 l'( mtilulirs allss simpl('s il tous les l'il''1ul's. Hl'illIl'OIlI"l'l'nlrt' eu\. 1'('llIplat'l'nt un l'Irand
IIPKRIJI!NCKS GIOLOGIQlJl!5
nO.llh,'e de boucht·s actives, ,le sorte qu'il ~ a lieu de parler du tas- sement d'une région voleanique. I.e )üakatoa, avec ses tl'Ois cones
en~outl'rl>s dans l'P(','ouleruent de 1883; les Ch-amps Phlégrl>ens, com- pl'enant ulle ,ingtaine ,l,· cones t'lltoul'és d'un héruie}cle ouvert
"ers la mer, sont des e"temples à dter.
v
Sur not,'e glob(>, les cOIl,litions sont peu fa\ or'ables à l'i>tude d'ef- fond,'ements d'une cel'taine ptendue. Les mouveillents ultérieurs du sol et surtout les agents atmosphPl'iques, a, el' la sédimentation <fui en dépend, a~issent sans relà!'he pOUl' ni, l'lei' les reliefs. Bu l'este, It>s forces l>rupti\t>s, que nous aHIIlS surtout à eonsirll>rer rlans notre plu le, ont beaueoup perdu de leur puis."an('e depuis les derniel'S à/oles géologi(lues. Ce n'est (Jue pal' lin laBorieux tI'avail de l'estaUl'a- ..
tion et de re!'onstitution q~le l'on a pu se rendl'e compte de leuI' mode d'action, ainsi que de lem' extension dans le passé.
liais il est lin ;lUtre astre, sur lelluel le ,ulcanisme a exclusi\ e- ment réllné, qlle l'eau n'a prohahlement jamais recouvert d'aueull sédiment, qui mérite de lixer notl'e attention: c'est la tune.
Situp à une distance de qllah'e cent mille kilomètres de la Tel'I'e, notre satellite est suffisanlllll'nt l'appl'oché par les tplescopes pOUl' qu'on puisse recollna/tl'e, il vol d'oiseau, les principaux a('('idents de sa surfaee. L.'l>c1airllge tranchp dù il J'ahsent'e d'atmosphère, le pas
sa~e de la lumièl'e d'une grande ohliquitp dans un sens, à une incli- naison considl>rahle ilans le sens opposé, l'In passant par les valeurs intel'médiaires, tout coneourt il faire puissamment l'essortir le moùelé de l'astre, ~ous en avons des cartes t!ptaillptls et actuelle- ment la photographie astronomique 110US en fournit des levl>s qui l'flchetent leurs imperfections par la 1)I'~cision du tracé, la rapidité (('exécution, la vigueur du relief.
li y a là, pour le géologue, un ensemhle de ciI'constances excep- tionnelles, favol'isant sa tàehe. lI"alheureusement, ('es avantages sont pfI:tiellement ('ontrehalancés l)al' l'illlpossibilit~ ou il se tt'OU\ e de reconnaltre-, par l'ulle ou l'autre méthode optique, la natUl'e (le ce sol aride et pblouissant. Les limites au"t:quellcs s'arrètent les plus puissants instl'llluents, ainsi que le trouble résultant de notre atmos-
270 EXPERIENCES GÉOLObIQlE~
phère, imposent également d'infranchissables barrières au't investiga- tions.
Néanmoins, on devina bientôt la structure \olcanique .11' ce terrain tourmenté et c'est il un ~éologue, Dana, que l'on doit les premières vues correctes sur les innomhrables cavités dont notl'C satellite est criblé. Ce savant les rapprocha des volcans du t~ pe hawaïen, com- paraison que les l-tudes approfondies ultérieures ne font qu'asseoir ùavantage. Ce St lt donc des cu, es d'effondrement, de tassement, comblées par des épanchements de lave, cre, ées de tous côtés par ùes cratères parasites, ou par d'énormes Ihsures. Leurs proportions sont gigantesques, car plusieurs ont des centaines de lilometres de dia-
Fig. 82. - L'hexagone au centl'e de la grande tache circulaire, vers la droite de la figure, est le crati>l'e Copernic. Ptolémée est représenté, au milieu et \ ers la gauche, par un pol~ gone à sept • côtés.
mètre; la hauteur du rempart qui les circonscrit atteint souvent des milliers de mètres. Par contre, l'altitude de ces circonvallations au-dessus de la plaine em ironnante est relati\emcnt faible, comme la mesure par les ombres portc>es l'a appris. Rappelons cependant, à ce sujet, que ces del'llieres mesures sont fréquemment entachées
IXPÉRIENCES GiOLOGIQUI~ 271 d'erreurs, parce qu'on ignore la pente du terrain sur lequel l'ombre se projette. Schmidt dit, que les versants de quelques degrés échap- pent à l'ohservation. Or, les cratères isolés (Copernic us par ex.) sont èertainement supporws par des intumescences étendues, à faible pente, qui reportent peut-être le plancher du cirque au-dessus du niveau général voisin et non au-dessous, rOlllllle on le croit. Secchi a.
émis ces réserves dès t 859.
Y." milieu de beaucoup de ces dépressions est occupé par un ou plusieurs pics, qui se laissent comparer aux yolcans centraux des constructions éruptives terrestres analogues. J'eH ai réuni quelques- unes dans mes Esquisses Sélénologiques, auxquelles je renvoie le lec- teur, pour ne pas trop m'écarter de ma thèse.
Étant donné les conditions favorables d'étude, la forme réelle des cirques lunaires fut reconnue au milieu du XVII" siède, par les premiers astronomes qui eurent des ré"fracteurs à leur disposition ...
Ils les inscrivaient sur leurs cartes rudimentaires avec des contours
pol~ gonaux naïvement accusés, ainsi qu'on le voit sur la carte de Keill (17 J9) dont je reproduis un fragment (fig. 82). Du reste, le ,ieux Riccioli l'imprimait en 165f : « Demum quœdam, quœ plerumq.
rotundœ notantur, nonnunquam tamen, nimirum in plenzlunis, he.ragonrcœ fiunt; ut COPIIR:oiICUS, ER\TOSTHIl~t.S, TIMOCBARIS. D
Hans la suite, on se montra moins soucieux de cette précision et les cirques lunaires furent désigné>s par des cCl'cIes assez ré~uIiers, à telle ensei,.;ne lju'i1 fallut récemment dé>couvrir à nouveau l'aspect réel de Iii plupart de ces dépressions. Les cercles réguliers sont rares sur notre satellite, tandis que les formes irrégulières et les pol~ ,zones sont frpquents, même pour les ca\' itps de petites dimensions.
~i le rapprochement entre les expériences et les phénomènes naturels, qui nous guide jusqu'ici, est permis, le contour parfait des surfaces effondrées, l'hexagone, doit se retrouver au moins dans certaines de ces dépressions. On le reconnaît, en effet, sans peine sur les photo~raphies et sur les dessins consciencieux. Nous nous contenterons d'en voir deux bons exemples.
Le cirque portant le nom de Ptolemée est situé dans le voisinage du centre du dis'Iue lunaire, de sorte que la déformation résultant de la perspective est à peine sensible. Son diamètre atteint t 60 kilo- mètres. Un croquis calqué sur une photographie, prise aux environs
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du premier quartier, montre {lue ce cirque Il un contoul' pl'esque ri>llulièrement he'tllllonlll, ainsi qu'on s'en assure aisPlllent par la ('omparaison des cMps a,ec le ra~ on rlu cel'cIe eirconsrit (fig, R:J.)
[ne autre dépl'ession, d'un diamètre approximativement éllal, a un contoUl' et des angles plus al'rètés encore; seule- ment, son aspect ~énpral est di>fm'mé par la perspecth e. Elle Il reçu le nom d' .\1'- gelander ou de Jl1nssen, sui, ant les llU- teurs, Les sa\ ants et habiles astronomes
Fil\', 8;{' - Le cil'que lunail'e
l'toiemleU8, Diam. }fil kil. de l'ObseJ" atoire dl' Pnris, MM. Henr~
fl'ères, en ont ohtenu une excellente ,ue photogl'aphique, le 27 111;\1'8 t 890, sm' Inquelle je copie les contours J ... la fig, 8', L'()I'igillllllIIontre hien des détails inthieUl's et environ- nanls Il'un Ill'and intpl'~t, dont quel(lues-ulls
fi~UI'ent sur les cartes Jonnpes plus loin. r.es cartes l'etracent le contour he~ngonal dt' l'et objet avec U1W moindre dMorllllltion qm' l'P- preu ve photollrllphique (fig, 88).
Les volcans lunaires présentant un IISpl'ct si t'i/loUl'eusement conforme Hia thpol'ie, sont ,'plati- ,emeut peu nomhl't'u~. [)nus les e-xpprieul'l's, on l'tmconh'e ~galeIllent des déformations il ('inq, sept ou huit ('ôtés, rpsultant d'irrégularités dans l'effort, d'un lII11nque d'homolli>ni>itp dans la matii're, ou de ces deux cnuses ri>unies.
.h ant d'en arrÏ\ el' aux derllièl'es ('onsp- quences de III manière de ,oir que je tlp,e-
Fil\'. Kt. - Le cirque lunaire Al'gelander Janssen). Diamètre
lü~. kilom, Le COll- tour est déformé par la perspective,
loppe, je t'éponds. Hune quclotioll que cel'taillelllent plus d'un 11'1'- teur se pose: ne trouve-t-on pas, dllllS cette multitude de dépres- sions, une trace des fl'actures radiales qui accompagnent les rup- tures pi>riphériques? - La réponse est lisible sur l'nstre lui-même, Plusieurs eirques ont des fraetures radiales, ou diamMl'ales, l'econ- Ilnissahles, Les unes sont OU\ ertes (Peta, ius), d'autres sont mal'(III«,es par des amoncellements li ni>a ires (Bnllialdus,) Des formations telles que le cil'que Gassendi sont instrllctlyes à ce point de ,ue, Le cro-
EXPÉIIII!NCES (;~OLOr.IQL ils
quis en plan, fil!. 85, Il' l1Iontl"e sui"llnt une clll"le de :\eison. ta P"o- jection a {>té modifipe ete llIanière à r{>duil'e la dPforllllllion il son minimum.
En dt'hors des cirques, I('s r{>~ions llIoins hOllle\('I'Spes de noll'e S<ltt:llite sont égalelllent fl'(I('tul"é(''I par ,lt·s s~ stt>mes de cre\ aSSl.'S rappt'lant ceu, 'lue l'un IIh-
tient expérimentalement. J't'III- prunte 111 repl"Psenlation d'un des plus connus, il l'e~cellent
Fig, 85. Le cirque lunaÏl'e GlIS-
l!endi et ses rainures, Diamètre Il:i kilomètres l'nvil'on,
atlas lunail'e dont nOlis SUIII-
mes red," ahlt' il ~. lüiegt'I' (fig. 86).
Les f,'achll"es de ce s~ stelllt' se recoupent, sans di>" iation.
en plusieurs enclroits; cela n'est possihle que si la dPfor mation intéresse une sUI'filce étendue, avant les ruptures, et
..
•
Fig. 86. - Réseau ùe Cl'eVasseS près ùu fI'atèl'e lunaire Triesnecker. La lar- gem' ùe ces crevasses est de 2,-10) métres environ.
si ces dernières ne tra\ ersent pas toute l'épaisseur du corps f,'ac- turé. Il l a de semlJlalJles réseau"( dans les régions fissurées par les tremblements de terre. La façon dont les fractures reprennt'nt les unes à côté des autres (a b et c) indi(luent aussi des tensions alZisssnnt
T, IV. 18
274 ElPÉRII!NCI!S GÉOLOGIQUES
sur de grands espaces, La rectidude des l'ainures lunaires parait indiquer un terrain relativement homogène, Les champs de lave islandais se crevassent ainsi et les quelques fossés d'efl'ondrement de grande envergure que la gÉ'ologie a reconnus (mer Rouge, lacs afri- cains) se propagent également dans des ri-gions peu di>rangées (note , additionnelle K),
De, ant ce monde si dift'érent du notre, si triste dans son unifor- mité, cependant d'une étude si attachante à cause de sa situation par rapport à nous, on serait tentÉ' de poursuivre ainsi de curieux rapprochements enll'e les détails (lui ~ sont l't'connaissables et ceux de l'architecture terrestre, puis de' les interpréterpar l'expérience, Mais un adage le dit, il faut savoiI' s'imposer des bornes en écri-' vant, de sorte que je me limite à quelques aperçus sur les parties de ce sujet, qui me restent à traiter,
. (A suivre.)
