Géothermie

“ Mais, si elles ne donnent origine au phénomène des sources de gaz que dans des cas exceptionnels, c'est parce qu'à mesure qu'elles se rapprochent de la surface du globe, elles se mélangent aux courants d'eau souterrains. Certaines sources thermales doivent leur température élevée au mélange de leur eau avec la vapeur d'eau venant des profondeurs de l'écorce terrestre. Quant à l'acide carbonique, c'est son. absorption par certains courants d'eau souterrains qui donne naissance au phénomène des sources gazeuses. ”

“ Les forces qui contribuent à faire évoluer les formes du globe sont dues à deux grandes causes : le refroidissement terrestre et l'énergie solaire. A la première, il faut attribuer la formation des reliefs; à la seconde, leur usure progressive. C'est, en effet, le refroidissement de la terre qui, déterminant sa contraction, oblige la croûte superficielle à former des remplis pour se ployer à cette contraction; et c'est l'énergie solaire qui entretient les forces organiques et met en mouvement les fluides superficiels, agents destructeurs dont l'action répétée tend à niveler la surface du sol. ”

“ Les géologues ont longtemps cherché à établir le degré géothermique ou profondeur verticale qu'il est nécessaire de franchir pour augmenter de 1 degré la température du sol ; mais il s'agit là d'un résultat difficile à atteindre, car l'augmentation de la chaleur ne répond pas à une profondeur égale en tous pays ; elle varie selon les terrains notamment. On a cependant fixé provisoirement le degré géothermique moyen à 31 mètres. Ce chiffre permet d'attribuer à l'écorce terrestre une épaisseur moyenne d'une soixantaine de kilomètres. A cette profondeur toutes les roches sont à l'état de fusion ”

“ L’argument principal de ceux qui considèrent l’existence du feu central comme un fait démontré, c’est que dans les couches extérieures de la terre explorées par les mineurs la chaleur ne cesse de s’accroître avec la profondeur des cavités. En descendant au fond d’un puits de mine, on traverse invariablement des zones de température de plus en plus haute : seulement le taux de la progression varie suivant les diverses parties de la terre et les roches dans lesquelles sont creusées les galeries. ”

“ Depuis que j’ai indiqué aux lecteurs de la Revue les profondeurs de la terre comme une véritable source ou usine de chaleur, j’ai appris que l’idée d’exploiter thermométriquement l’intérieur de la terre s’était déjà présentée à deux industriels étrangers l’un à l’autre, et je leur restitue bien volontiers leur initiative d’inventeurs, à la condition cependant qu’ils ne me forceront pas à prendre des actions dans leur future société. ”

“ Quelquefois, pendant de longs mois, la matière embrasée conserve intérieurement sa fluidité, alors que tout est refroidi à la surface externe de la coulée. On marche impunément sur les dalles noirâtres de cette chaussée inégale, au-dessous de laquelle la lave fondue rampe comme un long serpent de feu. Çà et là des bouffées de gaz chaud et des vapeurs acides, se dégageant de quelque crevasse, révèlent seules la haute température qui existe à quelques décimètres de profondeur. ”

“ Quelle que soit la disposition des
couches qui composent l'écorce terrestre, celle-ci, à cause de sa mauvaise conductibilité de la chaleur, permet au globe de conserver sa provision de chaleur interne et par suite une certaine réserve d'énergie. La terre est donc comme une vaste mine de chaleur que nous n'utilisons du reste pas. Mais cette réserve de chaleur ne semble pas être la seule.
Des savants veulent voir dans la terre un énorme réservoir d'électricité qui a ses fluctuations, ses marées, ses vagues, comme la mer a les siennes. ”

“ On remarque d'ailleurs assez généralement que parmi les mines métalliques celles où existent des sulfures oxydables comme la pyrite présentent un degré géothermique moindre.
Mais il est une cause plus générale de variation du degré géothermique, c'est l'inégale conductibilité des roches.
Puisque partout la température croît en profondeur, c'est qu'il y a un flux de chaleur qui s'écoule du centre de la terre vers la surface. Ce flux est d'ailleurs en régime permanent, puisque la température en chaque point reste constante. ”

“ Dans un sol inerte qui ne porte ni végétaux ni animaux, comme le sable des déserts, l'air souterrain a exactement la composition en oxygène, en azote et en acide carbonique de l'air ambiant. Mais dans les lieux habités il subit des modifications d'autant plus profondes qu'il est plus riche en matières organiques. Nous savons déjà que les gaz telluriques se diffusent dans l'atmosphère selon les lois du mouvement et des échanges gazeux, qu'ils modifient ainsi la composition des couches atmosphériques voisines du sol et même qu'ils pénètrent dans nos habitations. ”

“ Il est présumable que la fente thermale ne traverse pas seulement les couches jurassiques les plus profondes; mais à en juger d'après le degré très élevé de chaleur des sources et d'après la production très abondante de gaz chaud, il faut admettre que cette faille pénètre jusque dans les profondeurs de la croûte terrestre, et que les eaux sont soulevées par la force d'expansion de la chaleur absorbée et par les gaz si abondamment développés. ”

“ La température croissant dans une proportion déterminée avec la profondeur, l'eau s'échauffe à l'intérieur de la terre, se vaporise, s'imprègne de différents gaz, puis, devenue plus légère et cédant à la pression de l'eau d'en haut elle remonte à la surface à travers les failles et les fentes de la roche. ”

“ De ceci résulte que, plus on pénètre à travers la surface de la terre, plus la température augmente jusqu'à être insupportable, ce qui se vérifie tous les jours pendant le forage des puits artésiens. Cette augmentation de température, à mesure que l'on pénètre plus profondément à travers la croûte consolidée de la terre, est régulière, et se calcule par un degré de chaleur pour vingt-huit ou trente pieds de profondeur. ”

“ De nos jours, la décomposition moléculaire des roches vient sans cesse s'ajouter à la couche arable et former de nouvelles couches terreuses par l'action chimique de l'oxygène, de l'acide carbonique et de la vapeur d'eau, par l'effet mécanique de la pluie, des vents, du froid et de la chaleur; car l'eau, en pénétrant dans les roches, vient-elle à se congeler, elle fait l'effet du coin, elle brise, désagrège les molécules, les détache de la masse, puis, emportées par les vents, elles viennent donner à la végétation, potasse, soude et calcaire (1) . ”

“ Le degré géothermique qui en résulte est à peu près le même, 49 mètres environ.
On doit s'attendre, semble-t-il, à trouver sous un sommet une tempé- "* rature moins élévée à égale profondeur que sous une plaine, puisque le flux de chaleur, au lieu de se propager en faisceau parallèle, s'épanouit en divergeant, c'est-à-dire que le refroidissement est plus facile. Le degré géothermique doit donc y être plus grand. Les surfaces d'égale température (Isogéothermes) doivent reproduire en gros le profil de la montagne, mais en l'atténuant de plus en plus en profondeur. ”

“ Il est reconnu de tous ceux qui sont descendus à quelques mètres de profondeur, dans l'intérieur de la terre, qu'il y fait plus chaud qu'à l'extérieur, et que cette chaleur augmente à mesure que l'on descend à une plus grande profondeur. C'est un fait prouvé par des observations directes faites dans les mines et sur la température des sources artésiennes, à l'aide du thermomètre. Il faut avouer pourtant que cette augmentation de chaleur n'est pas constamment la même, pour tous les lieux. ”

“ L’incandescence de l’intérieur du globe et son refroidissement graduel, quoique aujourd’hui excessivement lent, donnant lieu, par l’expansion des gaz et des matières fluides, au déplacement, au soulèvement et à l’inclinaison des roches stratifiées, complète un système parfaitement ordonné dans ses diverses parties, parce que les éléments et les forces qui agissent fonctionnent dans leurs attributions propres, suivant leurs véritables propriétés, simultanément, dans les limites de leur pouvoir. ”

“ Enfin, il pourrait se faire que des développements de gaz chauds ou des colonnes de vapeurs (analogues aux mofètes) , viennent à se combiner à l'eau qui circule dans les fissures des couches géologiques, et qu'ils se fassent jour sous forme de thermes, soulevés par leur chaleur propre et par leur force d'expansion. Dans l'atelier de la nature, les mêmes procédés de formation sont toujours en action ”

“ Remarque. — Les masses gypseuses ne contiennent jamais d'amas de minerais.
Influence des solutions qui circulent dans les filons, sur les roches encaissantes. — L'influence des solutions qui circulent dans les filons, sur les roches encaissantes, présente également un grand intérêt, tant au point de vue théorique qu'au point de vue pratique. Les transformations chimiques de la roche encaissante sont dues, dans la plupart des cas, aux eaux thermales venant de bas en haut; c'est un métamorphisme thermal de la roche encaissante. ”

“ D'après l'accroissement de température dans les profondeurs, qu'accusent si nettement, soit les mines profondes, soit les sondages artésiens, on considère les sources thermales comme dues, dans la plupart des cas, à des eaux superficielles qui ont pénétré dans le sol d'autant plus profondément que leur température est plus élevée, et qui viennent ensuite ressortir en apportant la température de la zone jusqu'à laquelle elles sont descendues, et dans laquelle aussi elles ont pu se charger des matières minérales qu'elles tiennent si souvent en dissolution. ”

“ Or celle-ci, et c’est le point essentiel, a pour triple résultat de décharger d’une partie des produits qui les encombraient les régions internes devenues plus étroites par contraction ; de déverser au dehors de la chaleur et de l’électricité qui entrent en jeu dans des phénomènes variés, et d’amener au jour des roches fort différentes des masses granitiques et des masses stratifiées, auxquelles elles viennent fournir un appoint indispensable de produits vitaux, comme l’acide carbonique, la chaux, la potasse et le phosphore. ”

“ Ainsi, chaque mode de gisement des sources thermales fait comprendre comment la chaleur interne du globe intervient pour les échauffer. Toutefois, sans pénétrer aussi bas que le ferait supposer leur degré de chaleur, comparé au taux normal d’accroissement, les eaux peuvent acquérir une température élevée, en l’empruntant à certaines roches éruptives, poussées des profondeurs vers la surface de la terre et qui conservent encore une partie de leur primitive chaleur. En général, elles remontent par l’effet d’une pression hydrostatique, comme dans les puits artésiens ”

“ Les phénomènes qui se passent à l'intérieur même du sol doivent être bien plus importants encore. C'est souvent au milieu des glaciers que jaillissent les eaux les plus chaudes. Il faut donc que la source, alimentée par la neige, pénètre assez profondément dans les entrailles de la terre pour y puiser la température élevée qu'elle présente en sortant; il faut, de plus, qu'elle traverse des stratifications salines qui lui communiquent ses principes minéralisateurs. ”

“ Un autre titre des eaux thermales à l’attention des physiciens celui qui est le plus curieux à constater, c’est qu’on y peut voir des témoins irrécusables de la chaleur centrale de notre planète. Tout le monde sait maintenant que pour chaque profondeur de 30 mètres on trouve la terre plus chaude d’un degré centigrade, en sorte que vers 3 kilomètres de profondeur on aurait plus que de l’eau bouillante. ”

“ Dans tous les temps géologiques il y a eu des sources thermales, dont les canaux tapissés des matières qu'elles y ont déposées sont exploités par les mineurs; dans tous les temps des roches plus ou moins voisines des laves sont venues au jour par les fentes de l'écorce, apportant aussi de la chaleur du fond. Aussi loin que nous puissions voir en arrière, toujours la partie centrale a projeté sa chaleur à l'extérieur; voilà donc une
cause toute naturelle, actuelle et ancienne, qui explique bien simplement la contraction dont nous voyons les traces. ”

“ L’eau que toutes les roches renferment, soit dans leurs pores, soit en combinaison, est nécessairement intervenue comme auxiliaire de la chaleur. La nature des minéraux produits, par exemple celle de silicates hydratés, comme la chlorite, non moins que l’uniformité de leur disposition dans de vastes massifs, dénotent l’intervention de cette eau intérieure. Ainsi, dans cet ordre de phénomènes géologiques, où l’on avait pu croire que la chaleur, accompagnée de quelques actions chimiques, avait été le seul agent, l’eau souterraine a encore eu son rôle. ”

“ Ainsi, lorsqu'une terre absorbe l'eau en quantité notable, elle la retient aussi pendant longtemps; elle est plus ou moins tenace et peu perméable en grand; elle a de l'affinité pour les gaz et les vapeurs de l'atmosphère; son échauffement est difficile à cause de son humidité habituelle. Au contraire, les matières terreuses qui exigent très-peu d'eau pour leur saturation, la perdent facilement; leur faculté d'absorber les gaz et les vapeurs est insensible; elles sont essentiellement perméables, divisibles, faciles à échaufferet conservent longtemps leur température élevée. ”

“ Or, si cette température continue de croître dans la même proportion jusqu'au centre de la terre, il est parfaitement certain que, à une distance assez faible de la surface, on aura une chaleur suffisamment intense pour réduire le granité le plus dur et le métal le plus réfractaire à l'état de fusion ignée.
Tout le monde connaît l'existence des sources d'eaux chaudes qui, de profondeurs inconnues, parviennent à la surface du sol, et qui, apparaissant comme elles font sur tous les points du globe, témoignent de l'existence d'une chaleur interne. ”