L'INTERVENTION DU VOLCANISME DANS LA FORMATION
DE L'ÉCORCE LUNAIRE.
_Impossibilité d'exclure complètement les forces internes._--Les
tentatives d'explication du relief lunaire dont nous avons indiqué le
principe émettent toutes, au début, la prétention d'exclure les
phénomènes éruptifs. Mais, dès qu'on leur demande de développer leurs
conséquences ou de rendre compte de certains traits spéciaux, on
s'aperçoit bientôt que le volcanisme y est moins maltraité qu'il n'en a
l'air. On le proscrit au début, mais en définitive on revient à lui.
Qu'est-ce, en effet, qu'une éruption, sinon la création d'un relief sous
l'influence d'un excès de pression interne? Or c'est bien à des actions
de ce genre que M. Stanislas Meunier demande l'érection instantanée d'un
cirque lunaire. Ce sont elles que Faye et M. Alsdorf chargent de
construire d'un seul coup les montagnes centrales, c'est-à-dire des
massifs de 1500m à 2000m de haut. C'est exiger des forces éruptives plus
qu'elles ne sont capables de donner d'après notre expérience terrestre,
car les grands édifices volcaniques sont tous le résultat
d'accumulations séculaires. Pas une seule expérience terrestre ne nous
amène à considérer comme possible l'apparition d'une véritable montagne
comme contre-coup d'un choc ou d'une explosion.
La théorie des tourbillons et la théorie glaciaire sont en réalité les
seules à ne rien emprunter aux volcans. Mais toutes deux présentent des
lacunes capitales en ce qui concerne les montagnes centrales, les
traînées divergentes et les grandes fissures. Et même si l'on s'attache
aux cirques, que l'on se propose plus spécialement d'expliquer, une
analyse plus complète montrera que l'intervention des tourbillons ou des
concrétions de glace est, en définitive, inopérante. Attribuer aux
cyclones les dimensions des mers lunaires, c'est vouloir qu'ils évoluent
au sein d'un fluide presque parfait et dénué de résistance. Dès lors il
devient impossible d'admettre que tous ou même la majorité d'entre eux
aient occupé des emplacements stables. On ne peut plus leur demander
d'édifier des remparts de cirques, de faire surgir en dépit de la
pesanteur des constructions régulières et permanentes de plusieurs
milliers de mètres de hauteur. Cette persistance dans l'action ne cadre
pas avec un tempérament voyageur. Autant que nous pouvons le savoir, les
cyclones détruisent et ne bâtissent pas.
Le concours de longues périodes de temps n'est pas moins nécessaire si
l'on veut faire constituer de hautes montagnes par des condensations
neigeuses successives. Dès lors la répartition de ces dépôts n'aurait pu
se faire d'une manière aussi irrégulière en dépouillant certains
emplacements, toujours les mêmes, au profit d'une bande étroite qui les
entoure. Les chutes de neige atténuent toujours le relief existant, par
cette simple raison que la neige obéit à l'action de la pesanteur plus
aisément que tout autre élément solide de l'écorce. Les remparts des
cirques, s'ils avaient été formés par cette voie, se maintiendraient à
des altitudes très uniformes, au lieu d'être, comme il arrive souvent,
coupés de vallées et de brèches profondes. L'influence de la latitude
aurait dû se faire sentir dans la distribution des neiges, et des
calottes plus épaisses se seraient formées sur les pôles, où le relief
est, au contraire, très accidenté. Enfin l'existence présente d'une
aussi grande quantité de glace sur la Lune supposerait, dans le passé,
une période où d'abondantes condensations liquides se seraient
produites. Elles auraient entraîné comme conséquences fatales des
phénomènes d'érosion et de sédiment dont les traces seraient demeurées
visibles et, en tout cas, l'obstruction des fissures.
La structure du rempart des cirques donne un démenti également net à la
théorie des marées. La fusion des bords d'un orifice, l'épanchement d'un
liquide au dehors, sa solidification par nappes nécessairement très
minces, ne peuvent donner lieu qu'à un relief extrêmement doux, à peine
appréciable. L'effort d'un liquide comprimé peut provoquer la rupture ou
la déchirure de la paroi qui l'enferme, nullement la formation
d'orifices espacés et réguliers, moins encore celle d'un pic de grande
altitude. Si MM. Ebert et Pickering ont réussi à produire ainsi des
bourrelets saillants, il est hors de doute que leur succès est lié à la
petite échelle des expériences. Un liquide sortant en grandes masses ne
peut que s'épancher en larges nappes et non s'accumuler sur certains
points privilégiés. Les marées peuvent avoir leur rôle dans la
distribution générale des mers et des cirques, mais des forces plus
énergiques et plus localisées s'accusent, dans chaque formation
particulière, comme prépondérantes.
C'est encore à la dimension très réduite des objets qu'est lié le succès
partiel de la théorie de l'ébullition. Dans une masse fluide, les gaz
qui viennent se dégager à la surface ne laissent pas d'empreinte. Des
vestiges pourront subsister si la matière est pâteuse et choisie de
telle façon que le point d'ébullition et le point de solidification
soient presque confondus. Mais aucun choix de substances, aucune
application calculée de la chaleur ne peut amener la formation de bulles
dépassant quelques centimètres. Veut-on que les gaz s'échappent d'une
manière intermittente et en masses plus grandes, il faut laisser se
former une croûte solide. Celle-ci cédera sous une pression suffisamment
forte, par fissurement ou explosion, mais les ouvertures formées ne
présenteront plus de ressemblance, même éloignée, avec les cirques
lunaires.
L'explication météorique ou balistique se défend mieux. Elle peut en
effet invoquer à la fois des faits d'observation et des expériences. La
Terre recueille sur son passage des corps nombreux, aérolithes ou
bolides; il est très probable que la Lune en reçoit aussi; il est
possible qu'elle en ait reçu dans le passé beaucoup plus. D'autre part,
les essais de M. Alsdorf montrent qu'avec un choix judicieux et
intentionnel de matières meubles et de projectiles élastiques, la
plupart des accidents lunaires peuvent être imités.
Il semble, d'abord, qu'il y ait disproportion inadmissible entre l'effet
constaté et la cause présumée. Les bolides tombés sur la Terre
n'approchent point de la dimension des cirques. Ils atteignent la
surface avec de très grandes vitesses relatives et sous tous les angles,
au lieu que les orifices réguliers de la Lune ne peuvent être imputés
qu'à des chutes normales. On ne voit pas enfin pourquoi la Lune aurait
eu le monopole de ces énormes empreintes, à l'exclusion de notre globe.
On peut atténuer beaucoup la force apparente de ces objections, ainsi
que l'a montré M. Gilbert dans une intéressante étude[15]. Les
projectiles dont la Lune garde la trace ne seraient point de la même
origine que les aérolithes; ils n'auraient pas davantage été lancés par
la Terre encore incandescente. Ce seraient des satellites de la Terre au
même titre que la Lune, circulant avec elle dans une même orbite et que
l'attraction prépondérante de l'un d'eux aurait, dans le cours des âges,
agglomérés en un seul corps. Dès lors, ils peuvent s'être rejoints avec
de médiocres vitesses relatives, et pour les dernières chutes, les
seules dont nous observions les traces, l'attraction centrale devait
avoir pour conséquence une incidence à peu près normale.
[Note 15: _The Moon's Face, a story of the origin of its features_, by
C.-K. GILBERT (_Bull. phil. Soc. of Washington_, vol. XII, p. 241).]
Cette transformation progressive d'un anneau équatorial en un satellite
unique est expressément proposée par Laplace, à titre d'hypothèse, à la
fin de sa _Mécanique céleste_. Depuis, l'expérience célèbre de Plateau a
montré le passage d'un anneau continu à un certain nombre de satellites
globulaires, jamais, croyons-nous, la réunion de tous ces globules en un
corps unique. Il est remarquable que tous les efforts des géomètres pour
analyser les divers degrés de cette métamorphose ont échoué, et que
divers théoriciens, notamment MM. Kirkwood et Stockwell, ont été amenés
à la considérer comme très invraisemblable. Il n'a pas été prouvé,
cependant, qu'elle fût impossible et le fait que, pour une distance
moyenne donnée du centre attractif, il n'existe en général qu'un seul
satellite ou qu'une seule planète, constitue en faveur de l'hypothèse de
Laplace une présomption favorable dont l'explication météorique doit
bénéficier.
Mais la difficulté la plus grave est ailleurs. On est obligé pour le
succès des expériences de se placer dans des conditions physiques qui ne
peuvent pas être réalisées, même approximativement, sur la Lune.
Ainsi, que la surface choquée soit liquide ou instantanément liquéfiée
par le choc ou simplement pâteuse, on n'obtiendra comme résultat final
qu'un relief nul ou insignifiant. Si le projectile pénètre dans une
croûte résistante, on obtient un trou, mais pas de bourrelet saillant,
point de fond plat ni de montagne centrale. Pour allier ces deux
derniers caractères, il faut recourir à l'artifice de M. Alsdorf,
c'est-à-dire étendre une couche de poudre sur une planche à la fois
élastique et résistante. En supposant, contre toute vraisemblance, que
la nature réalise cette combinaison, on verra sans peine que le succès
n'est possible qu'à petite échelle. Si l'on attribue au projectile les
dimensions des cirques lunaires et la vitesse due à la seule attraction
de la Lune, il ne peut plus être question pour lui de rebondissement; il
y aura fatalement écrasement ou pénétration. Il ne reste pour ériger le
bourrelet et la montagne centrale que le rejaillissement de gaz
consécutif au choc. Mais cette cause, essentiellement superficielle et
de très courte durée, est incapable du travail qu'on lui demande. Le gaz
dispose pour s'échapper du très large orifice créé par le projectile. Sa
détente est instantanée et il ne peut entraîner de grandes masses
solides comme s'il était comprimé par un orifice étroit.
Mais, du moment que l'on est obligé de revenir aux forces intérieures
pour expliquer la structure des cirques, on se demande quel avantage on
trouve à faire exciter ces forces par un agent extérieur. A s'en tenir
aux leçons que la Terre nous donne, il est indéniable que l'énergie
expansive de l'intérieur du globe est la seule force qui réussisse à
combattre efficacement le poids de l'écorce et à créer des reliefs
durables. Avant de recourir à des influences problématiques, à des
catastrophes inouïes, n'est-il pas sage de se demander si cette cause,
d'une réalité et d'une puissance incontestables, n'a pas été à même de
produire sur notre satellite d'autres effets encore?
D'après cela, des géologues comme Poulett Scrope, des astronomes à la
suite de Nasmyth et Carpenter, ont admis que chaque cirque pouvait être
un cratère de volcan formé par explosion. L'origine de ces explosions,
se produisant à la fois sur plusieurs milliers de kilomètres carrés, ne
serait pas l'accumulation souterraine des gaz et des vapeurs, puisque la
Lune est privée d'atmosphère. Ce serait l'expansion subite que la lave,
de même que l'eau, éprouve en se solidifiant. Dans ce système chaque
cirque devient un cratère de volcan, le rempart est formé par
l'accumulation des scories et des cendres retombées en pluie, l'auréole
est un ensemble de fissures qui rayonnent du centre ébranlé, la montagne
centrale est un cône secondaire, surgi lors d'un réveil tardif de
l'énergie éruptive.
Sous cette forme, la théorie volcanique n'a plus aujourd'hui de
partisans. Il est douteux que les laves se dilatent en se solidifiant;
aucun effet mécanique réellement observé ne se rattache à cette
expansion. Tout au plus pourrait-elle fissurer l'écorce, mais non en
faire sauter une portion étendue, épaisse de plusieurs milliers de
mètres. Ce n'est pas seulement un déplacement qu'il s'agit de produire,
mais une destruction, car le bourrelet est loin, en général, de
représenter le volume de la cavité, et cette disproportion est d'autant
plus forte que l'on considère des cirques plus grands. La structure du
rempart n'accuse point, quand elle est visible, un refoulement à
l'extérieur, mais au contraire un affaissement progressif vers le
centre. Les petits orifices, dont les détails échappent, sont les seuls
pour lesquels l'origine explosive semble pouvoir être admise.
On s'est flatté de trouver un meilleur point de comparaison en
s'adressant à une classe particulière de volcans. Ce sont les bassins
effondrés, qui n'ont jamais servi, dans leur ensemble, de bouches
d'éruption, mais dont le fond est parfois rempli de lave et se hérisse
de petits volcans secondaires. Ainsi, l'île de la Réunion présente dans
sa partie supérieure trois bassins contigus résultant, d'après M.
Vélain, de l'affaissement d'une même voûte. Le piton Bory, également
situé dans l'île de la Réunion, n'est pas non plus sans ressemblance
avec quelques enceintes lunaires. Il est à noter, toutefois, que le cône
central dépasse les bords de la cassure, ce qui n'arrive point sur la
Lune.
Il existe enfin, dans les îles Sandwich, sur le flanc d'un énorme
volcan, un bassin d'effondrement, le Kilauea, long de 5km et qui, à
certaines époques, se remplit de lave incandescente. Cette lave y
séjourne parfois assez longtemps pour se solidifier en partie et laisse
ensuite, en se retirant, des gradins adhérents aux parois. D'après le
géologue Dana, qui en a fait une étude approfondie, c'est ce type de
volcan terrestre qui seul doit être rapproché des cirques.
Cette concession n'a pas désarmé les adversaires du volcanisme. Les
bassins effondrés sont, à leur gré, encore trop petits; ils sont,
d'ailleurs, irréguliers dans leurs contours, ils manquent de remparts
saillants et, sauf l'exception peut-être unique du piton Bory, de
montagnes centrales. Enfin rien, dans leurs abords, ne ressemble au
phénomène des traînées divergentes.
Plus récemment, le professeur Suess est venu apporter aux idées de Dana
le complément d'observations faites sur les creusets des métallurgistes.
Chaque cirque est pour lui un emplacement ramené à l'état liquide par un
flux de chaleur interne. Les montagnes situées en bordure sont des
scories charriées par les courants et accumulées sur le rivage. Les
variations de niveau se sont accomplies moins sous l'influence des
marées que par le dégagement des gaz dissous et emprisonnés. Les petits
orifices formés en dernier lieu sont des bouches d'explosion, et l'on ne
voit pas quel agent, autre que la vapeur d'eau, a pu les produire. Comme
dans la théorie de Nasmyth, les auréoles sont des fissures rayonnantes,
et le changement de couleur du sol sur leur trajet est la conséquence
d'émanations locales, semblables aux fumerolles des volcans italiens.
A notre avis, le système du professeur Suess restitue une place
légitime, mais encore insuffisante, à l'expansion des vapeurs et des gaz
comprimés. Qu'elle soit intervenue sous une forme ou sous une autre, il
n'y a pas de motif raisonnable d'en douter. L'absence actuelle
d'atmosphère peut être le résultat d'une évolution récente, ainsi que
nous l'avons vu au Chapitre IX. La Lune, moitié moins dense que la
Terre, est formée de matériaux légers. Les gaz et les vapeurs ont dû s'y
trouver en grande proportion. Ils ont été, plus aisément que sur la
Terre, enfermés dans l'écorce par cette simple raison qu'un globe plus
petit subit un refroidissement plus rapide.
Voici donc cette force, qui tend à soulever les couches superficielles,
en conflit avec la pesanteur qui travaille à les maintenir. Des deux
adversaires en présence, lequel va l'emporter? Sur la Terre, l'issue du
combat n'est pas douteuse. Les matières éruptives, impuissantes à
soulever les couches solides, s'insinuent péniblement dans les fissures.
Ce n'est guère qu'au moment d'arriver au jour qu'elles font sauter,
qu'elles pulvérisent parfois le dernier obstacle opposé. Sur notre
satellite, les conditions de la lutte sont bien différentes. La force
expansive des vapeurs reste tout entière, il est même probable qu'elle
est augmentée. La pesanteur, au contraire, est réduite à la sixième
partie de sa valeur. Il y a donc des chances sérieuses pour que, pendant
une certaine période au moins, la force éruptive l'emporte, et pour que
l'écorce lunaire se soulève par intumescences.
Quelles formes prendront ces ampoules? Ce seront des portions de sphère,
par la raison bien simple que la sphère est, entre toutes les figures,
celle qui comprend sous une surface donnée la plus grande capacité.
Ainsi, en demeurant sphérique, la croûte réalise, au prix de la moindre
extension possible, l'augmentation de volume qui lui est demandée. Ces
calottes sphériques, de plus petit rayon que la surface lunaire, la
couperont suivant des cercles, et nous obtenons ainsi une raison
plausible de la régularité du contour des cirques.
Quelle étendue chacune de ces intumescences va-t-elle recouvrir? Celle
où se manifeste à la fois un fort accroissement de pression interne.
Nous avons, à cet égard, une indication utile dans l'allure habituelle
des volcans terrestres. Il est commun, en effet, de voir entrer
simultanément en éruption les divers cratères d'une même région, à des
distances de 200km, 300km, 500km et davantage. Récemment encore, la
catastrophe de la Martinique était le signal d'un réveil d'activité sur
les rivages de la mer des Antilles, dans l'Amérique centrale et jusque
dans la République de l'Équateur. Ce sont là des périmètres où les
cirques lunaires peuvent tenir à l'aise.
Mais l'édifice ainsi construit n'est pas stable. Un jour ou l'autre des
fissures s'y dessinent. Des cônes volcaniques s'élèvent au point le plus
faible, c'est-à-dire vers le sommet de l'intumescence. Le moment vient
où la pression intérieure diminue, et la pesanteur, qui ne perd jamais
ses droits, abaisse le centre du dôme. Cet affaissement, propagé par
zones concentriques, finit par ne laisser debout que l'assise inférieure
de la voûte, celle qui forme aujourd'hui le rempart. Les gradins
intérieurs représentent les bordures affaissées en dernier lieu, et que
leur situation en porte-à-faux vouait à la destruction. L'examen de ces
terrasses montre leurs éboulements successifs vers le centre, jamais les
refoulements centrifuges qu'auraient opérés des projectiles ou les
concrétions qui seraient l'oevre des marées.
Le mouvement de descente du centre sera le plus souvent assez lent pour
respecter le relief antérieur et pour laisser au massif volcanique une
certaine prééminence sur ce qui l'entoure. Qu'un épanchement se produise
et les cônes d'éruption en émergeront comme des îles, sans relation
visible avec le rempart.
L'énergie intérieure est sujette à récidive. Elle pourra se manifester
encore par la formation de nouveaux cirques sur l'emplacement consolidé
du premier, plus tard par des explosions semblables à celles des volcans
terrestres. Ces explosions auront pour siège soit la montagne centrale,
soit des orifices semés sur les crevasses de rupture, et bien souvent
trop petits pour être observés.
Les auréoles et les traînées divergentes sont des cendres émises par ces
cataclysmes et disséminées par des courants atmosphériques variables. Ce
ne sont point des crevasses ni des éclaboussures, dont la propagation ne
saurait être aussi rectiligne ni aussi indépendante du relief. L'étendue
qu'embrasse un même étoilement n'est pas telle qu'on ne puisse en
retrouver des exemples dans l'histoire des volcans terrestres. Ainsi, il
est avéré que l'éruption du Timboro en 1815, celle du Coseguina en 1835
ont couvert de débris des espaces plus vastes que la France ou
l'Allemagne. Des éruptions islandaises ont été suivies de pluies de
cendres jusqu'à Stockholm, à 1700km de distance. Ces dépôts ont
seulement trouvé sur la Lune des conditions plus favorables à leur
conservation.
Voici, à ce sujet, un rapprochement qui ne doit pas être passé sous
silence. Nous avons vu que certains systèmes de traînées, par exemple
celui de Tycho, ne montrent pas leur teinte blanche caractéristique dans
le voisinage immédiat du cirque central. Ils y sont remplacés par une
couronne sombre. Or la même circonstance se présente pour le manteau de
cendres déposé autour de certains cratères terrestres. Ce manteau
disparaît dans le voisinage immédiat du volcan sous une couche plus
sombre de matériaux moins divisés, pierre ponce ou blocs de lave. Le
fait se vérifie par exemple sur les volcans du Guatemala, dont une Carte
est donnée dans le bel Ouvrage du professeur Suess: _La face de la
Terre_.
En résumé, les cirques ne sont pas pour nous des cratères de volcans,
mais des régions volcaniques soulevées, puis affaissées. Si l'on se
place à ce point de vue, on sera dispensé, pour expliquer les formations
lunaires, d'imaginer des bolides gigantesques, de faire construire des
montagnes par des bulles de gaz, des cyclones et des marées. Il suffira
d'admettre que, dans l'inévitable conflit entre la pesanteur, d'une
part, et l'expansion des vapeurs, de l'autre, la seconde force a pris
momentanément le dessus. Et cette hypothèse n'est pas inventée pour le
besoin de la cause, elle est suggérée par les données les plus certaines
de la Mécanique céleste et de la Physique.
Mais, dira-t-on, ces intumescences, données comme le chapitre
préliminaire de la formation d'un cirque, pourquoi ne nous les
montre-t-on pas? Sans doute parce que les dômes ainsi créés manquaient
de stabilité; parce que les conditions qui leur ont permis de se former
ne se rencontrent plus. La croûte épaissie, le dégagement des gaz plus
avancé, ne laissent plus les soulèvements se produire, pas plus dans le
monde lunaire que dans le nôtre.
Il serait inexact, cependant, de dire que l'on n'aperçoit sur notre
satellite aucune forme convexe régulière. Il y en a deux, entre autres,
dans le voisinage d'Arago, qui sont d'une observation facile (_fig.
35_). Ces deux ampoules mesurent à peu près 40km de largeur. Que leur
centre vienne à s'effondrer, et deux nouveaux cirques, de dimension
moyenne, se seront formés sous nos yeux. En attendant, il semble que
l'on doive regarder ces rares témoins d'un âge disparu avec un peu de
cette vénération que les archéologues ressentent en face des médailles
antiques.