Article
Reference
Les recherches modernes sur le volcanisme
BRUN, Albert
BRUN, Albert. Les recherches modernes sur le volcanisme. Revue générale des sciences pures et appliquées, 1910, vol. 21, p. 51-58
Available at:
http://archive-ouverte.unige.ch/unige:149342
Disclaimer: layout of this document may differ from the published version.
1 / 1
- ' : < o ; ;-:r ,, r '
: : :.:··.:::::::::-:·::::-. ·:- .
. ··· . .
, · . . . '
ALBERT BRUN - LES RECHERC.HES MODERNES SUR LE VOLCANISME 51
LES RECHERCHES MODERNES SUR LE VOLCANISME
Les volcans ont de tout temps excité la curiosité de l'homme, soit par les désastres ·dont ils sont -cause, soit par le mystère -qui enveloppe la genèse
<les éruptions. La vulcanologie, ·science d1observa- tion, semblait, à la fin du x1xe siècle, être entrée dans la phase de science finie .. L ·on était à peu près 1.omhé d1accord pour attribuèr à l'eau et à sa vapeur
·-un rôle tout à fait prépondérant dans l'évolution
<lu volcanisme-, en sorte qu1une éruption était con- sidérée eomme un phénom1-.ne aqueux à haute température. Plusieurs théories séduisantes, basées sur certaines expériences et analyses ayant toutes l'eau comme corps ~c-:
tif~ étaient érigées en -dogme, et les di_fféren-
-ces qu'elles présen- t taient n'étàient en réa- lité que des nuances.
Le nuage volcanique était considéré comme -contenant 9/iO d,eauà l'état gazeux; d'autres poussai,..nt même jus-
qu~à dire que les '999/1000 en étaient -composés.
Or, depuis peu d'an-
ÉtÇLnt l'auteur des mémoires qui ont fait le su- jet de ces polémiques et ayant jeté les bases d7une vulcanologie dans laquelle l'eau est ramenée à son rôle réel, je pense que le public scientifique fran- çais sera intéressé par l'exposé que je vais fairë, aussi simplement que possible, de cette nouvelle question.
l. LES TE~lPÉRATURES ET LES ROCHES EXPLOSIBLES ..
§ 1. - La_ Température du volcan.
La première observation qui saute aux yeux en étudiant un volcan est
. ... ' .... ' .... ·.: : '. '.: ; : ; . : : : : ; : : : ; '. '. : : : ; . . ... : . . . ' .. ~ . : . : ' : . : ' : ': . : . '. '; ': . '. : : : : : : : :
-que son état et sa phase sont en relation directe avec la température manifestée àla surface.
J.Je maximum d'acti~
vité _coïncide avec le maximum de tempéra~
ture. II est donc néces- saire d'établir · tout
- nées, la .v:ulcanologje 'Subit une crise. Tout
-est_ remis -en question : Fig. L -- Le Stromboli. (Phot. de rauteui.)
_d'abord cette tempéra;...
ture maximum. Négli- geant les estimation~
fantaisistes , la pre- mière détermination·
vraie est due à Bar- toli, qui trouva en 1902, pour la lave cou:...
Jante de I1Etna, f.063°.
I' eau est ramenée à un
rôle infime ; la science vulc~nologique recommence sur de nouvelles bases, totalement différentes des
anciennes~ En réalité, divers savants, dont ~[. Wil- itiam T. Brigham,-à propos de Hawaï, ·M. E. Dou- -glas Archibald, à propos du Krakatau, 1\iI. Calderon,
:à propos des volcans d'Olot, avaient déjà émis des
<lout~s sur la légitimité de la théorie aqueuse, Iors-
~que brusquement, coup sur coup, cinq Mémoires IJubliés dans les A rcllives des Scié11ces pll;ys ique.~
et nuturelles (de Genève), de 1905 à 1909,, vinrent :apporter • de tels arguments contre les ancienn1•s
· tidées que les vulcanologues furent forcés de consi-- -0.érer
les
nouvelles conceptions. Une polémique s1engagea immédiatement.. Plusieurs savants émi ...nents soutinrent résolument la théorie aqueuse.
-IYaulres·, .parriiiles professeurs de diverses univer- sités, recommandent déjà, dans leurs confêrences, -l1étude. de_ ce nouveau_sujetà leurs élèves géologues, -·afin que ceux-ci soient aptes à se former une opi-
nion pers-~nnellé, ~t divers articles de revues scien- tifiques spéciales étudient le nouveau problème.
J'ai repris · cette -question : Observons d'abord qu1au paroxysme, il est rejeté du magmaneuf,.plus ou moins fluide, plus ou moins pâteux_, plus ~u moins riche en cristaux visibles ou microscopiques.
Avec le paroxysme- de
la
cheminée explosive coïn- cide l'arrivée de la lave au jour, en sor'te que la température. de la lave est la même que celle delà
cheminée, les produits rejetés étant les mêmes. _ - Or il est manifeste que Ia: température de la che- minée ne peut pas être supérieure à celle du point - de fusion du minéral le plus- fusible, visible dans la
~ lave. D'autre part, elle ne peut pas être Inférieure à celle qui .est nPcessaire pour ramollir et faire couler le magma complexe qui constitue la· lave.
En dé terminant scientifiquement ces deux valeurs, l'o·n aura les limites entre,lesquelles varie la tempé- rature de la cheminée éruptive en des points très voisins de la surface terrestre. Il_ serait dangereux -de vouloir généraliser ces données pour des magmas situés très profondément, car nous n'avons aucun moyen, pour le moment, dé dire quels sont les
. . ' : : _-:-_:_.:.:!
ALBERT BRUN - LES RECHERCHES MODERNES SUR LE VOLCANISME
états physiques de zones situées à 200-300 kilomè- tres de profondeur.
Je me suis appliqué tout d'abord à déterminer le point de fusion de tous les minéraux éruptifs. J'ai trouvé que celui qui fond à la température la plus basse, et qui en même temps est le plus commun, estl'augite, dont le point de fusion est de i.230°.
· Il restait à déterminer le point de fusion du verre·
qui constitue le liquide coulant dans lequel flottent les c:ristaux.
Cela est assez délicat: car un verre est unliquide, quand bien même il est solide, et sa déformation, seul critère que nous ayons de sa fusion, varie avec
moyenne se passe à une température voisine de i.1-00°.
Ce point étant établi, [passons à . l'examen des propriétés des laves.
§ 2. - Les roches explosibles.
Réchauffons une lave quelconque jusqu'au point, déterminé ci-dessus, de i .. :100° et répétons l'expé- rience sur un nombre aussi grand de coulées de volcans différents qu.'il sera possible.
On observera ceci : vers 900° ,. le bloc commen- cera à émettre de petites fumées blanches; puis tout à coup, à l'instant où la température explosible,
-. ----
le temps, avec la masse, avec la pres- · sion qui tend à le dé- former, la tempéra- ture restant la même.
Il s'agissait donc de se placer dans des _conditions aussi ap-
prochées que possi- ble de celles qui se -.réalisent dans la cou- lée de lave. J'ai adopté pour point de repère la température à la-
quelle . la lave, en se
;refroidissant, forme à sasurface «les cor- des » bien connues des vulcanologistes ..
Cette température donne donc la limite inférieure nécessaire à l'émission de la
lave.
.
Fig. 2. - Rempart nord du J(rakatau (altitude Sl.6 m.), rompu par l'explosion de 1883. (Phot. de l'auteur.) · ·un peu variable selon le magma, :sera atteinte, ·le bloc se distendra, gonflera;
il se formera des bulles qui, en cre- vant, lanceront avec pression un jet de fu~
mée blancne. Une fois la fusion établie, la lave bouillonnera et débordera bientôt du creuset.Avec des mag- mas très acides, très visqueux, les gaz et les fumées distendront la masse de telle sorte que le volume à chaud sera parfois 20 fois plus considérable que le volume de la roche primitive. Il sei sera formé une ponce lé- gère par une explo- On est aidé aussi,
dans ces déterminations, par l'étude du point explo- sif de certains magmas· acides, qui, eux, libèrent leurs gaz avec assez de brusquerie pour que la détermination ·du point critique explosif soit facile.
.
En faisant ce travail pour un 'très grand nombre de magma~ de différents volcans; j'ai trouvé que la température explosive superficielle ne dépassait en tout cas pas celle de 1-230° et ne descendait pas au.;
dessous de 870°, et que la moyenne générale est de :i.067°.
Exemples: Au Vésuve, les cordes se formèrent
·sur la lave de1904 à 984° et le maximum possible était i.230°. Pasir-Kiamis a faît explosion à 991-0 , Lipari à 870°, etc. Nous savons donc maintenant entre quelles limites se passe la rèaction paroxys- male, et comme, pour couler, la lave doit être plus chaude que le minimum, la réation volcanique
. sion interne. · • : Il ne faut pas croire qu'une seùle fusion épuise la faculté d'expansion d'une lave. Des blocs du Vésuve refondus 5 fois ont toujours"montréla même faculté
· explosive, apparemment aussi intense les dernières fois que la première. On voit donc que cette ébulli- . tion a lieu par des gaz qui se dégagent avec une
certaine lenteur ,et qui ne se dégagent que lorsque la température nécessaire à leur genèse est atteinte,
obéissant en cela à une loi générale de Chimie phy- sique.
§ 3. - Le co-volume.
La pression engendrée au moment de la produc- tion des gaz est _gigantesque. On peut
la'
calculer- par le principe du co-volume, lorsque l'on connait _le volume et la nature ùes gaz fournis; la tempéra-ture et la densité du verre avaµt et aprês l'explo- sion.
ALBERT BRUN -• LES RECHERCHES l\IODERNES SUR LE .VOLCANISME 53
· En général, la pression passe par l'infini, c'est.,.
à-dire que le volurrie des gaz fournis ne peut plus rentrer dans le volume primitif, quelle que soit la pression et la température basse à laquelle ils puissent théoriquement être soumis. Ceci explique facilement les destructions de montagne (fig. 2), les projections, les ruptures des roches encaissant une cheminée; de même, cela explique que la pres,:ion de ces gaz engendrés dans la masse du magma puisse être suffisante pour- soulever des colonnes de laves pouvant atteindre d'énormes hauteurs. En effet, 27 .000 kilogs par centimètre carré représente la pression d'une colonne de basalte coII?-pacte de 100 kilomètres de hauteur. Or, nos gaz fournîssent des pressions égales ou supérieures.
Il est facile de mettre en évidence ces pressions et ces dilatations des laves; en enfermant l'obsi-
II. - NATURE ET QUANTITÉ DES GAZ.
LES GÉNÉRATEUHS. - FUil!l':ROLLES DE LA LAVE.
LA CENDRE.
§ 1. - Les gaz des volcans.
On peut étudier les gaz qui se dégagent des
·évents, fumerolles, geysers, soufflards, etc. Mais ce moyen ne donne jamais le gaz: volcanique pur, parce qu'il est impossible, matèriellemenl impos- sible, d'aspirer des gaz dans une fumerolle san~
qu'ils soient mélangés d'air et d'humidité de l'air.
Le cône volcanique est si poreux que la pression des coups de vent est sensible à la sortie de la fume- rolle, comme je l'aiobservéaupicde Teyde. Ensuite, dans une série d'analyses des corps volatils puisés à la même fumerolle, l'on n'obtient jamais de résul-
TABLEAU I. - Analyse des gaz de divers volcans.
-
It:RAKATAU 1 SA.:i+IOA 2 ZlMAPAN:s- VÉSUVE 4 ISLA.i."iDE !f
Quantité.de gaz en centimètres cubes pour un kilog.
(Oo - 760 mm.). . . .... - . · ..• • · ·
·Quantité de salmiac en milligrammes pour un kilog.
' Chlore libre . . . . HCl. . .
.
.. .
.. . .
Volumes en 0/0 de 80'. . .
. .
.. .
.. .
.. .
•chaque gaz ..
. co•.
CO.. . . . .
. .. . .
. .. . . . . . . .
.. .
.· , Autres gaz .
. . . . . . .
.. .
dienne dans des tubes d'acier, ceux-ci éclatent. En chauffant la même roche dans des enveloppes ré- fractaires épaisses, celles-ci sont fendues, et l'obsi- dienne, transformée en ponce, jaillit au travers de la fente comme un boudin laminé; rappelant le phénomène de !'Aiguille à la Montagne Pelée, si bien étudié par le Professeur A. Lacroix, comme celui que j'ai observé au Mérapi, dans le centre de Java.
Toutes les roches éruptives connues se partagent
· en deux grandes classes : celles qui se comportent . comme je viens de le dire ci-dessus, . ce sont les . roches actives; celles qui se contentent dë fondre sans phénomène particulier,. tels les granites, les ainphibolites, etc.; ce sont les roches mortes.
Voyons maintenant quels sont les gaz émis par le magma actif. L .
• Krakatau : Obsidienne acide de 1883, moyenne générale de nombreuses analyses.
~ Samoa : Lave basaltique à péridot, scorie de la surface de la coulée de :1.906.
• Zimapan ( "1 exico). : Obsidienne acide blonde.
4 Vésuve : Scoi:ie très bulleuse de ~eucite-tépbrite de la lave coulante de 1904.
5 Islande : Obsidiennes noires (moyenne générale).
490 397 590 397 371
iO 16,5 :1.1. 11 8,5
51,74 11,76 20,1 4,2 !î,38
64,09
21,12 5,88 40,2 traces.
traces. 16.01 12,60 . 49,58 traces. 25,40 66,30 3,35
~
14,351:11 7,64 10,5
f
26,15 i6,i84;02 l2,!î4 3,8
iqo 100 100 100 100
tats ~oncordants. La proportion yarie d'une heure à l'autre.
Comme nous savons, par les expériences précé- dentes, que le magma émet des gaz et que c'est lui seul qui les fournit, il suffit donc de provoquer dans le vide l'explosion du magma pour obtenir les produits élastiques purs. Si l'on prend un échan- sillonnage convenablement réparti, les analyses d'une même série sont très concordantes; mais, si l'on prend, dans la même coulée d'obsidienne par exemple, des échantilïons divers, l'on ob.servera
· que la quantité des gaz par unité de poids de roche peut varier beaucoup. Leur nature est fixe et la proportion relative des différents composés gazeux . entre eux ne varie que peu. En général, il semble . que tout se passe ·comme si les générateurs étaient introduits dans la grande coulée de lave par un brassagé incomplet.
Voici (tableau I) quelques analyses des gaz fournis par des volcans assez distants les uns des autres et des magmas pétrographiquement assez différents . pour montrer qu.e le caractère chimi~e explosif est monÇli:al. Les analyses faite~ jusqu'à aujourd'hui sont en nombre très consi.dérable et largement
•
54
ALBERT BRUN - 1ES l:tECHERCHES MODERNES SUR LE VOLCANISME suffisant pour pouvoir l'affirmer sans crainte.Pour le calcul total à l'explosion, le salmiac doit êLre ajouté aux autres gaz; un milligramme vaut o;s3 centimètres cubes (réduits 0° et 7oomm) .
Remarquons tout d'abord que le salmiac est essentiel. II peut déjà, à lui seul, servir à définir une roche active.
~[ais il y a plus. L'exhalaison paroxyc;male est caractérisée par du chlore libre. La présence de cet élément rend donc impossible une réaction dans laquelle l'eau aurait la prépondérance. Elle rend aussi impossible la célèbre réaction de Gay-Lussac et Thénard, sur laquelle se basent les partisans de
la théorie aqueuse ,
pour expliquer la ge-1 nèse du gaz acide
·chlorhydrique. Ce
chlore à lui seul est _, ··· , ..
suffisant pour faire abandonner les an- ciennes idées et en faire rechercher de
nouvelles.
Lorsque l'on fait exploser le magma, l'on récolt~ encore une certaine quantité de sels solides, résul- tats de doubles dé-
moi, ils sont primitifs dans la lave; celle-ci, étant anhydre, ne peut donc pas agir sur des carbures métalliques, très hy.pothétiques du resle}, les sili- cates chlorés ( silico chlorures de calcium) auxquels s'ajoutent les silicates ferriques des laves), ce qui fait 4 complexes en présence. ·
Je n'insiste1·ai pas sur les multiples analyses qui
· démontrent ces faits. Il me suffit de dire que l'on peut séparer isolément chacun de ces générateurs et que l'on peut les recombiner entre eux pour former à nouveau le salmiac et tous les autres gaz, soit en les combinant 2 à~,3 à3 ou les 4 ensemble, ce qui prête à une grande variété d'expériences syn
. thétiques, faites av~c
ou sans l'aide de la lave elle-même, dé- barrassée, par une température convena- blement soutenue et sùffisante, de ses élé- ments les plus volatils.
Dans la règle, le dernier élément qui fait l'explosiQn est le chlore : à lui seul, il peut provoquer l'explosion. Au Kra- katau, · certains des blocs du magma ac- tif ont fourni des gaz titrant jusqu'à 82 °/ 0
de chlore libre.
compositions pyro- génées, et volatilisés à la température vol- -canique. Ces sels sont
condensés dans la partie froide de l'ap- pareil ; tout comme au cratère ou aux fumées les plus chau-
Fig. 3. --Fumerolles de .;h/orhydrate d'ammoniaque, lave du Vésuve en 1.906. (Phot. de l'auteur.)
Nous sommes loin · de l'idée qui veut que ce soit l'eau, l'eau seule ou prépondé- rante, qui provoqùe l'éruption ..
-des de la lave, ils .se condensent sur les lapillis froids. Ce sont des chlorures de sodium, potas- sium, -aluminium, chlorures ferreux, titaniîères, fluorures, et de la silice impalpable en flocons pré- -cipités, du soufre, etc. Ces fumées fixent toujours
un peu de HCl à leur surface. Elles sont d'une ténuité extraordinaire : on peut les faire flotter dans l'atmosphère des heures et des heures. Elles traversent 3 flacons laveurs sans être arrêtées.
Elles ont donc des qualités spéciales identiques à celles des fumées du panache blanc du volcan.
§ 2. - Les générateurs.
Trois générateurs, agissant entre eux: et sur la lave à la température volcanique, fournissent tous ces complexes gazeux. Ce sont : uri azoture de sili- cium, un ou plusieurs hy_drocarbures (on se dispùte beaucoup sur l'origine des hydrocarbures; pour
Un contrôle quantitatif peut se faire enéore dans la plupart des cas. Il suffit d'étudier combien un magma neuf n'ayant pas encore subi l'action de la . chaleur (obsidienne) peut fournir de gaz et · de' mesurer quel volume de ceux"-ci a été fourni par l'éruption (ce que l'on peut faire en prenant la den- . sité des ponces ou des scories); l'on trouvera que,
quantitativement, la ponce n'a pas pu se dilater avec d'autres gaz que ceux extraits par le vide. Or, comme ces gaz sont anhydres, il s"ensuit que i'ex- plo:;ion du magma s'est faite sans eau. Les résul- tats sont très hllmogènes pour ùn volcan donné,·
aussi bien en Islande qu'au Krakatau, qu'ê; Lipari, qu'à l'Asama, qu'au Mexique, etc.
Une expér!ence fort_élégante montre encore que l'eau est absente au paroxysme; 11 faut faire•
exploser dans le vide une obi;;idienne contenant i à 2.millièmes d'eau; celle-ci s'échappe à2o0°-300°;
ALBERT BRUN - LES TIECHERCHES MODERNES SUR L.E VOLCANISME 55
'On ferme les robinets de l'appareil avant de chauf- fer, en sorte que l'explosion ait lieu en présence
<le la seule eau d'hydratation dont soit capable le magma .. On peut chauffer aussi rapidement que l'on voudra: lentement ou vite, le résultat est le même; cette eau oxyde le magma, qui devient rouge-brun au lieu de hlanc éblouissant comme sont toutes les ponces connues rejetées par les volcans.
Ceci montre donc qu'à l'instant du paroxysme, cette eau d'hydratation a dis paru depuis Ion gtemps durant la phase du réchauffement, et qu'il n'y_en a pas eu non plus d'au-
tre ayant pu venir 1
.d'ailleurs.
s
3. - Les fumerolles et la cendre.mélangée avec tous les autres gaz}, si l'on applique, dis-je, toutes les corrections nécessaires à une bonne investigation, et si l'on fait attention à l'état hygrométrique de l'atmosphère et au principe de l'eau virtuelle 1, l'on trouve qu0il y a à peine possi- bilité que cette eau soit sortie du magma : que les cas les plus favorables sont encore douteux.
Le cratère qui fume en blanc fournit ces pous- sières chimiques impalpables dont j'ai parlé ci- dessus. Je me suis souvent trouvé enveloppé, sur la lave, ou au bord des cratères, par ces fumées acides asphyxiantes; j'ai pu m'assurer, non seule-
ment de leur séche- resse, mais de leur insolubilité dans l'at- mosphère.
Jan1ais il n'y a eu la moindre condensa-
tion aqueuse, ni sur les instruments, ni
sur les pierres, par 11ne température qui, une fois, descendit à+5° .
Nous constatons sur le terrain que la lave fume. Lorsqu'on peut approcher de ]a coulée à un endroit .où sa surface à très haute température est à découvert, l'on constate, comme je l'ai vu maintes fois,
qu'à la surface il se forme des bulles qui erèv1:;nt et laissent
~chapper un jet de fumées blanches (fig. 3), tout comme dans l'expérience précitée. Par places sont de formidables
Fig. 4. - Le Vésuve en avril 1906; cendre blanche.
(Phot. de rauteur.)
Par un temps clair, j'ai vu ces fumées, rendant l'air opalin, aller du sommet de l'Etna jusqu'à !'As- promonte, pendant que celles du Strom- boli allaient se per- dre du côtédelaCala- bre. Je les ai VUf'S, de mêmer partir du som- met du Smeroe, sur .émanations de fumées semblables qui déposent sur
les pierres froides lesJsels volatilisés, qui sont le salmiac acide mêlé de plus ou moins de chloru- .res et fluorures (le saln1iac du Vésuve en i906
titrait 6 °
f
0 de fluorure). Ces fumerolles sont sè- ches ; les fumées sont sèches lorsqu'elles ne sont pas mêlées d'air.Mais l'on observera quelquefois que les fentes de Jave fournissent quelque peu d'humidité. Les par- tisans de la théorie p.queuse font grand état de ces observations. A les croire, les rares fentes qui pro- duisent uu peu d'eau sont bien plus importantes que le cratère qui n'en fournit point, et que les centaines de fumerolles de la lave qui sont sèches.
Il y a là une erreur d'appréciation. D'autant plus que, si l'on applique à ces fentes de la Jave qui donnent un peu d'eau (non pas mrme de l'eau visible, comme dans les fumerolles aqueuses dont nous parlerons plus loin, mais un peu de vapeur
·. lf~quel je me trouvais, et aller se perdre dans l'immense lointain visible sur !'Océan Indien, et tant d'autres fois aussi j'ai
·fait la même observation sur d'autres volcans : Vésuve, Stromboli, Mérapi, Lemongan, etc. Ce nuage blanc est solide, il est chloré; ce n'est pas du brouillard d'eau comme on l'a cru.
Sa composition est celle de l'émanation solide de la lave : salmiac, acide, chlorures, fluorures, silice, etc.
Dans ces cratères fumant ainsi, l'on constate que des .:hlorures hygroscopiques restent secs au -sein des fumées, et qu'éloignés de ce point, ils
absorbent très vite l humidité de l'air.
1 Le principe de l'eau virtuelle est difficile à exposrr sans de longs développements. Il faut connaître tous les élé- ments volatils, leur quantité relati' e, la quantité totale du carbone, de la lave, et la quantité totale d'oxvgène dispo- nibl • C'est un long travail que de s'assurer d'où vient .l'eau qui humecte légèrement certaines fentes des laves
chaudes (voir mes Mémoires originaux, VI• partie) •..
'
D
56 ALBE:EtT BRUN - LES RECHERCHES MODERNES SUR LE VOLCANISME
Il n'existe pas non plus de vapeur d'eau chaude pour les décomposer en oxychlorures.
~L Armand Gautier s'est .donné beaucOl!-P de peine pour expliquer ces faits dans l'hypothèse de la théorie aqueuse. Il est hors de doute que, si du chlorure de magnésium reste sec, solide, et non décomposé, en un point donné, c'est qu'il n'y a pas de vapeur d'eau en ce point.
Toutes ces fumées, tous ces sels, salmiac, chlo- rures, etc., se retrouvent dans la cendre avec dés sulfates, ces derniers formés instantanément par le chlore qui arrive à l'air humide au contact du
so·,
et aussi par lente oxydation à l'air humide des sul- fites des cendres frai- ch es.§ 4. - Cendres.
Dans le monde· en- tier, une cendre vol- canique fraiche don- nera dusalmiac. C'est un caractère cons- tànt. Elle contiendra . aussi du chlorure de
L'espace me manque aussi pour parler de l'exha- laison volcanique seconde: phénomène consécutif à l'explosion paroxysmale. et qui fait actuellemènt tobjet de travaux suivis. Cette exhalaison résulte de l'action de l'atmosphère sur les résidus virtÙel- lement gazeux des laves .. Pour ces expressions et leur développement, voir mon sixième mémoire.
III. - L'EAU EXTERNE.
§ i. - Les fumerolles aqueuses. ·
Le paroxysme n'a point d'eau. Mais alors com-
.
ment se fait-il que nous voyons des fu- merolles aqueuses, des soufflards, des geysers, des j'èts chauds et humides?
Avant d'abordèr la question,qu'ilme soit permis de faire une comparaison : sup- posons un instant que le Micromégas, de Voltaire, se mette à étudier les Pari- siens.Supposonsqu'il n'ait, dans son cer- veau, aucune notion
du vêtement. Il aura une peine extrême à s'assurer que rios habits ne font pas partie intégrante de magnésium sec.
L'azote vient donc du magma, et non pas de la végétation sur laquelle coule la lave, comme le voulait Bunsen. Erreur répé- tée, recopiée, et si bien enracinée que
r
on oublie que, sil' on distille du bois, on• Fig. 5. - La. solfatare du Papandajan (Java) ..
(Phot. de l'auteur.) · nôtre corps vivan~,
et il lui faudra une obtient tout autre chose que du salmiac blanc et pur.
La cendre paroxysmale est sèche:
.si
l'on dose, comme je l'ai fait nombre de fois, l'eau qu'elle con- tient à l'instant dH sa chute et cinq minutes, quinze 1ninutes, soixante minutes après, l'on constate que le titre en eau va croissant. Les expériences faites pour le Vésuve, en i906 (fig. 4)~ m'ont montré qu'il était impossible que la cendre ait été .projetée par un gaz dont la teneur en vapeur d'eau ait seulement àtteint le titre:de 17/760 ~soit seul,ement 21/4°/
0 •Cette trace d'eau est bien éloignée des masses énQrmes d'eau que se plaisent à imaginer les par- tisans de la théorie aqueuse.
Il rie m'est pas possible de citer ici toutes les
e~périences faites. Si un lecteur s'intéresse à cette question, il voudra bien se reporter à mes Mémoires originaux•.
.- ' Quelques recherches sur le volcanisme. Arvh. des Sc.
phys. et. nat., année_s 1905 à 1.909.
suite d'expériences et de multiples raisonnements pour arriver à être certain de l'indépen_dance du corps et de ses vête- ments.
Il en est rigoureusernent de même pour le volèan.
Le phénomène volcanique est recouvert par un manteau d'eaux de surface, d'eaux pluviales, d'eaux errantes. Il est masqué par ce vêtement; celui-ci subit l'influence du sous-sol, qui, eu même temps . que la chaleur, lui fournit de nombreux gaz. ·
Au paroxysme· seul, le volcan apparait nu; il a percé sa couverture aqueuse. Sitôt que l'isogéo- therme de 1..000° s'enfonce par le refroidissement, aussitôt les eaux errantes pluviales réoccupent .le
. terrain desséché. · "' -
Il faut avoir parcouru les grottes des volcans,
- '
comme je l'ai fait,. à l'Etna, au Chahorra, au Teyde, etc., pour se rendre compte que l'eau coùle en sources, en nappes,' en lacs, de partoùt. Les pluies sont instantanément absorbées; les neiges
ALBERT BRUN - LES RECHERCHES MODEll~ES SUR LE VOLCANISME
57
du Vésuve, du Teyde, de l'Etna ne forment pas de . 1 la température s'élève : elles forment une série torrents de fonte, elles s'absorbent. Le cône poreux 1 continue, depuis les simples sources chaudes aux est une éponge; ce n'est qu'à sa base que réappa- soufflards les plus violents.
raissent ces eaux absorbées, et encore une partie 4° La pression du jet, contenant de l'eau, pré-
.seulement. sente un maximum à une température un peu
L'on conçoit donc que, si le cône se réchauffe, il supérieure à celle de l'ébullition de l'eau, 110 à va refouler ces eaux non pas par conductibilité 120°; puis cette pression s'abaisse très rapidement calorique seule, mais par injection de ses gaz pour disparaître .bientôt quand la température chauds qui s'infiltrent et qui pénètrent bien plus loin. s'élève. Dans la même série de fumerolles, à 270°,
Il y aura donc une zone de passage entre le centre c'est-à-dire au delà du maximum, la pression de la chaud anhydre et la zone froide humide. vapeur d'eau n'.est déjà plus que la moitié de ce
Comme, d'autre part, dans presque tous les vol- qu'elle était à 98°-100° et, dans les régions très
cans, les points du chaudes, il n'y a plus
maximum de tempé- du tout d'eau.
rature, à la surface, 5° L'émanation
sont toujours multi- aqueuse, aux tempé-
ples, l'on voit la coin- ratures voisines du
plexité extrême qu'il maximum de pres-
y a dans ces zones de sion, présente _ une
passage sinueuses, instabilité très gran-
parfois contradictoi- de. La fun1erolle
res, et sans lien appa- s'éteint, ou disparaît,
rent d'un point à ou change sa tempé-
l'autre. rature très rapide-
L'étude d'un seul ment (en peu d'heu-
_ volcan ne peut pas res parfois). Par op-
suffire pour débrouil- position, le centre
ler la question, pas chavd ou les points
même l'étude d'un les plus chauds res-
seulgroupesituédans tent fixes, dans leur
la même région vol- pression, leur tempé-
canique; ilfautl'exa- rature et leur teneur.
men comparé de en gaz.
fll'Oupes assez dis- Ces règles, dén1é-
tants les uns des au- Fig. 6. - Lac chaud au fond du cratère du Tangkoeban lées avec beaucoup tres pour que leurs Prahoe (Java). {Phot. de l'auteur.) - de peine et de nom-
eonditions aqueuses breuses mesures,
soient très différentes. J'ai étudié dans ce but les sont en opposition av_ec l'idée qui veut que ce soit groupesCanariote,MéditerranéenetJavanais(fig.5). le volcan qui émette ou qui fabrique cette eau.
Pour fixer les idées, je définis ainsi la fumerolle Ces lois s'expliquent, au contraire, avec la plus aqueuse : un jet gazeux contenant au moins 50 °/0 grande facilité par le fait que les eaux d'humecta- d'eau: Voici les lois d'observation auxquelles je tfon du cône et les eaux collectées par le cratère . .suis arrivé : creux, pluviales ou errantes, se réchauffent au :l0 La fumerolle aqueuse, à température égale, contact des surfaces chaudes, réchauffement ayant est sous la dépendance du climat. Les Canaries lieu non seulement par l'arrivée d'une nappe aqui- . présentent le minimum d'exhalaisons aqueuses. Le fère sur un cailloutis poreux chaud, mais par péné- . 'Timanfaya est anhydre avec 360°. Les fumerolles tration mutuelle, d'u:i;ie part de la vapeur d'eau,
méditerranéennes sont un peu plus fortes, et elles - d'autre part des gaz très chauds émanés par le . atteignent le maximum à Java où sont des lacs cra- magma.
tériens chauds (fig. 6). Rapprochons ici ce que nous sayons du pa- 20 Dans un groupe donné, la quantité des fume- roxysme. La conclusion s'impose : Le volcan ne . -rolles aqueuses et la quantité d'eau évaporée fabrique pas d'eau. Le mode éruptif est un mode
·dépendent de la forme de la montagne. Le mini- très complexe, mais anhydre; les gaz émis par le -mum est pour le volcan. conique, le maximum pour magma sont sous la dépendance seulement de Ja le cratère. Cela est très sensibl~ à Java. richesse relative de celui-ci en azotures, silici-
30 Les masses d'eaux évaporées s'abaissent quand chlorures et hydrocarbures. Si les proportions
58 ALBERT BRUN - LBS IlECHEfiCHES :MODERXES SUR LE VOLCANISi\fE
relatives sont un peu variables, la nature des com- posés reste constante dans le monde entier.
L'élément eau, au contraire, est variable, non seulement d'un groupe à l'autre, mais d'un volcan à l'autre, et au sein du même unique volcan. Il est aussi facile de comprendre pourquoi, lorsquel'iso- géotherme de 1.100°, paroxysmal, s'enfonce par le refroidissement, l'eau pluviale et errante recom- mence à envahir le cratère, qui présente alors, pendant des années, des fumerolles aqueuses chaudes, attribuées, bien à tort, à l'émanation vol- canique elle-même (fig. 7). ·
§ 2. - Torrents boueux. Pluies de boue.
J'ajouterai encore deux mots au sujet de deux phénomènes,·
attribués d'une façon erronnée aux vol- cans.
Le torrent boueux d'eau chaude ou froi·
de doit être étudié en en examinant rigou- reusement la date et les conditions de for·
mati on. Exemple: on a attribué (en 1906) à l'éruption du Vésuve les torrents boueux d'Ottajano à la Som~
ma : ils étaient dus, . douze jours après
ces
sphère de cet endroit-là par son point de saturation.
En 1906, pendant qu'il pleuvait de la boue à Resina, la cendre tombait sèche sur la Somma. Ce phéno- mène est local, perdu et infime, dans le développe- ment des chutes de cendres d'une éruption.
J'ai été témoin, dans le climat le plus sec connu, . à Lanzarote, d'une chute de pluie boueuse analogue.
L'ombre d'un charriage éolien des sables de la baie de Peneda a suffisamment abaissé la température pour.faire passer l'air par son point de saturation, et il est tombé un peu de boue.
Du reste, si l'eau de ces pluies appartenait à de l'eau éruptive, _il faudrait que les gaz de l'explosion en fussent saturés, ce qui n'est pas du tout le cas, comme je l'ai montré souvent.
IV. - PÉTROGRAPIIIE.
l'érup lion, aux pluies atmosphériques, le volcan n'ayant fourni que la cendre. Aux volcans de Java, il y a d'énormes sour- ces chaudes qui,rece- vant la cendre lan-
Fig. 7. - Gratè1·e du Bn1ma (Java). (Phot. de l'auteur.)
La conséquence logique du système- éruptif anhydre est.
que les roches doi- vent cristalliser par voie anhydre. Fou- qué et Michel-Lévy l'ont déjà prouvé pour les roches ba- siques, ·et je ne sais.
quelle aberratio:n scientifique, causée- par quelques insuc- cès . expérimentaux, a fair établir le dog- me que les roches aci- des à 70
° f
o de silice·et au delà devaient.
cristalliser· en pré- sence de vapeur d'eau sous pression.
Ce dogme est par- faitement faux.
cée, font de la boue qui dévaste les environs. Au Smeroe, l'on a attribué au volcan les Lahar Bandjir, torrents boueux qui descendent de la montagne, mais qui sont des phénomènes météorologiques.
Si l'on examine avec soin toutes les observations publiées, on voit qu'en saine science ces torrents . boueux n'ont rien à faire avec une eau volcanique; il n'y a. que la cendre qui ait été fournie par l'érup- tion.
Pour ce qui concerne les pluies tombant avec la cendre, il suffit d'établir que l'état hygrométrique de l'air était tel que le seul abais~ement de tempé- rature dû à l'opacité absolue des cendres pour la chaleur solaire, a suffi pour faire passer l'atmo-
J'ai montré par de nombreuses expériences que-- les magmas considérés cristallisent sans eau et sans pression, à une basse température. Le quartz..
lui-même cristallise en milieu anhydre.
V. - CONCLUSIONS.
Le s,vstèine rolra11iq11e a11J1ycb·e est donc homo- gène. Il est homogène dans son évolution gazeuse et homogène dans son évolution pétrogénétique.
L'épiphénomène aqueux doit être séparé du phé- nomène volcanique pur, au triple point de vue géo- log·ique, physico-chimique et météorologique.
Albert Brun.
