Les nombreuses cavernes du val du San-Franeisco et
du Rio das Vellias portent au reste des traces évidentes de l'action des eaux par lesquelles elles ont été creusées. Leur forme est ordinairement celle de couloirs excessivement allong-és, tantôt plus ou moins rectilig-nes, d'autres fois avec de fortes courbures et de nombreuses ramifications. Quelquefois ces couloirs s'ouvrent en g-randes g^aleries élevées ; ailleurs ils s'élargnssent avec une faible bauteur, d'autres fois encore ils s'accroissent dans les deux sens et forment de vastes cbambres séparées par des couloirs accidentellement très- resserrés. Très-fréquemment d'ailleurs, les cavernes montrent deux issues. Dans beaucoup de cas les terres, qui les remplissent plus ou moins partiellement, se joig^nent aux brusques variations de niveau pour dissimuler l'une de ces issues.
Les terres contenues dans ces cavernes sont nitreuses, et on les exploite pour en extraire le salpêtre. Ces extractions ont donné lieu à la découverte d'un nombre considérable d'ossements fossiles appartenant à la faune quaternaire, et on doit au D' Lund de mag^nifiques rechercbes sur ces ossements et sur les espèces d'animaux qui ont babité le Brésil à cette époque. J'ai exploré plusieurs de ces cavernes et j'ai pu, en examinant les surfaces, me convaincre du rôle actif exercé par les eaux pour leur creusement. Ainsi tous les contours sont remarquables par leurs formes arrondies. Le sol môme, partout où la coucbe de terre a été enlevée pour extraire le nitre, montre une forme arrondie et se fond sur les côtés avec les pans latéraux. La surface des murailles et du sol, sur les points où on peut la voir à nu, apparaît avec des élévations et dépressions successives se perdant les unes dans les autres. En outre, la surface pierreuse des murailles et du sol est polie, comme celle des pierres sur lesquelles les eaux ont roulé. Il ne reste donc pas le moindre doute que les g-rottes et cavernes en question ont été creusées par l'action des eaux; et dans ce cas, l'eau a ag*i par son action dissolvante, aidée du frottement et de l'incessante rénovation résultant de son mou-
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vemenl. Très-probablement des failles et des fractures, dues à des tremblements de terre de l'époque du soulèvement g*énéral du sol et de celle où des fractions de coucbes ont été si profondément redressées, comme on le voit dans les zones plus profondément métamorphiques des itabirites et itacolumites, ont déterminé les premières ouvertures. Celles-ci ont pu aussi avoir lieu sous l'influence des lég*ers déplacements des couches elles-mêmes dans les parties où ces couches sont restées voisines de l'horizontalité, mais presque toujours, quoique très-lég^èrement, inclinées. Plus tard celles de ces fractures qui ont donné passag^e à des courants d'eau se sont élarg-ies prog-ressivement sous l'influence simultanée de la dissolution et du frottement.
Il existe, on le sait, d'assez g-randes différences dans la facilité avec laquelle les calcaires sont attaqués suivant leur texture et suivant qu'ils sont plus ou moins siliceux et poreux, ou charg*és d'une plus ou moins g'rande quantité de mag'nésie ou de protoxyde de fer substitué à la chaux. De plus ces roches considérées en g*randes masses ne se montrent jamais parfaitement homog-ènes, et sont formées de parties alternativement plus ou moins dures, même dans une seule couche. Ces faits expliquent facilement comment, dans les couloirs principaux, ont pu souvent, même sans fracture primitive, se produire des enfoncements plus ou moins g'rands, sous l'action dissolvante des eaux, car celles-ci ont attaqué de préférence les parties les plus solubles. On conçoit ainsi l'existence de certains couloirs latéraux naissant comme des bifurcations embranchées sur le couloir principal et sans issue à l'autre extrémité. Les mômes circonstances expliquent aussi pourquoi en certaines régions les couloirs s'élarg'issent ou se rétrécissent soit en hauteur, soit en larg-eur, soit dans les deux sens à la fois, pourquoi ils dévient dans leur direction en hauteur en s'étendant souvent audessous dans des couches autres que celles dans lesquelles ils ont commencé. De plus, les failles dans une roche, comme dans une vitre qui se brise, s'arrêtent souvent au milieu de
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la masse, cl les failles de ce g*enre quoique très-fines à l'une de leurs extrémités, ont aussi favorisé la formation des couloirs latéraux sans issue. En outre, de l'eau accumulée dans de gTandes cavités sans issue, lorsque surtout la pression est forte, s'infiltre lentement dans la masse de la roche qui est toujours plus ou moins poreuse, indépendamment de ses petites fissures inperceptibles. Alors cette eau, pendant le séjour prolongée dans la cavité, ag-it fortement sur les parois pour en dissoudre la substance, et y approche plus ou moins de la saturation ; en même temps le liquide ainsi saturé qui s'écoule lentement dans la masse, loin d'y effectuer de nouvelles dissolutions, peut même y déposer des cristallisations sous l'action des courants électriques du sol, qui décomposent les acides nitrique ou carbonique contenus dans l'eau et par lesquels le pouvoir de dissolution de celles-ci était aug'menté. En outre un g'az, comme l'acide carbonique, peut même s'échapper par les parties de la roche moins poreuses où l'eau n'entre pas avec la même facilité, puisqu'on sait que les g'az pénètrent beaucoup plus facilement que les liquides dans les pores. Ainsi peut encore se concevoir, sous l'action d'un temps considérable, le creusement de profondes crevasses sans issue, et aussi les dépôts de cristaux de carbonate de chaux •en veines dans de très-petites fissures, ou même en trèspetits cristaux dans la masse de la roche en donnant à celle-ci l'aspect cristallin. Evidemment il existe là une action métamorphique très-considérable, s'opérant souvent sous l'action du temps avec une lenteur extrême, mais pouvant modifier très-sensiblement à la long^ue la texture des calcaires sans l'influence de causes spéciales et thermales (1).
(1) Cette importante action métamoi^phique mérite d'appeler l'attention. La silice, les oxydes de fer, et beaucoup d'autres substances étant, comme les calcaires, solubles sous l'influence des eaux acides, il s'ensuit que toutes les roches peu-vent montrer, dans des conditions convenables, une certaine tendance à passer à l'état cristallin, et par suite le métamorphisme, appelé régional par M. Daubrée, peut trouver son explication sur certaines roches par la simple action du temps et de l'infdtration des eaux dans le terrain, surtout dans les régions tropicales où les orages sont si nombreux, ot où une active végétation donne lieu dans le sol végétal n une abondante production d'acide carbonique entraîné par les pluies.
lor. GÉOLOGIE DU BRESIL.
En combinant ensemble tous ces divers modes d'ag-ir de l'action dissolvante et du mouvement de l'eau sur les fractures primitives des roches, on peut se rendre facilement compte de toutes les formes bizarres et variées observables dans les g*rottes, et de la formation de ces dernières sous l'action du temps. L'existence et l'abondance des cavernes dans la rég-ion dont je parle ne présente donc pour son explication aucune difficulté réelle. Disons toutefois que les très-g^^andes cavernes sont relativement rares, comme on doit s'y attendre. La plupart d'entre-elles sont étroites et très-long'ues, et toutes sans exception portent des traces évidentes de l'action des eaux par lesquelles elles ont été creusées.
73. — Quelques-unes de ces cavernes ont été plus ou moins complètement remplies de terre, postérieurement à leur formation, et dans des portions plus ou moins grandes de leur étendue. D'autres ont été seulement recouvertes d'une couche assez mince. Mais un fait très-dig;ne de remarque est que ce remplissag-e a été en g^énéral très-postérieur au creusement de ces cavernes, et à une époque où depuis long-temps elles ne donnaient plus passag-e aux eaux. En effet, un g*rand nombre des cavernes que l'on vide pour extraire le salpêtre contenu dans leur terre, montrent des stalag-mites très-considérables sur la surface pierreuse inférieure à cette couchede terre. Or ces stalag'mites n'ont pu être formées sur le sol des cavernes pendant que celles-ci donnaient passag^e à des courants d'eau, car les dépôts stalag'mitiques proviennent, comme on le sait, et comme on peut le voir dans les dépôts analog*ues actuels et en formation, de l'infiltration des eaux charg'ées d'acide carbonique, et tombant en g'outtes à la surface du sol après avoir traversé le toit des cavernes. Ces eaux très-calcarifères abandonnent leur acide carbonique à l'air libre, et le carbonate de chaux qu'elles contenaient se dépose alors lentement en donnant lieu aux remarquables cristallisations des stalag-mites. Ces dernières productions sont très-souvent accompag*nées de stalactites attachées au toit, et celles-ci sont produites de la même manière par
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l'eau qui, on restant attachée au toit jusqu'à se trouver en quantité suffisante pour former une g^outte, perd aussi dans cette circonstance une partie de son acide par la volatilisation et dépose du carbonate de chaux. Or, dans un nombre considérable de cavernes, on voit des masses énormes de stalag'mites tant à la base des murailles latérales que sur la surface même du sol inférieur à la couche de terre de remplissag-e ; et souvent ces masses se relient aux stalactites de la partie inférieure des murailles latérales, en formant ainsi sur ces dernières de vastes festons et des draperies de l'aspect le plus pittoresque. Parfois même des stalactites pendant du milieu du toit se sont accrues jusqu'à rejoindre la stalag'mite formée sur le fond, en constituant ainsi des colonnes du plus bel effet. D'autres fois de semblables stalactites pendent du plafond comme des cloches volumineuses; et des stalag'mites correspondantes existent sous la couche de terre de remplissag-e, en montrant' quelquefois leur sommet au-dessus de cette terre sous laquelle se cache leur base.
La formation des stalactites et des stalagnnites se continue encore de nos jours partout où les eaux suintent lentement du toit et tombent sur le sol; et l'on peut, sur des points très-nombreux, constater l'existence de stalag-mites évidemment postérieures au remplissag-e, puisqu'elles reposent sur la couche de terre recouvrant le sol pierreux de la caverne. Toutefois, en g'énéral, ces formations plus récentes n'alteig'nent pas la gTande dimension des anciennes, et par conséc[uent on doit en déduire que les cavernes en question, après leur formation et leur assèchement, sont restées, avant de se remplir partiellement de terre, un temps beaucoup plus longque la durée écoulée depuis ce renq^lissag'e,
Cette conclusion donne lieu toutefois à diverses remarques pour être bien appréciée à sa vraie valeur. Ainsi, il ne faudrait pas croire que la formation stalag-mitique aurait cessé dans toutes les cavernes pendant le remplissag'e plus ou moins considérable par des terres, auquel cas on aurait trois périodes nettement distinctes : celle des slalag*mites ancien-
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nés, celle du remplissag*e, celle des stalagriiites modernes, lesquelles se continuent encore de nos jours. Cette séparation en trois périodes aussi nettement définies a dû avoir lieu évidemment quand l'apport des terres a été effectué par des eaux courantes, car celles-ci, et de même les nappes d'eau recouvrant le fond de la caverne, s'opposaient à la formation des slalag-mites sur le sol. Ce cas s'est plusieurs fois produit, on le constate aisément, et alors les stalag-mites inférieures ont été plus ou moins attaquées par les eaux courantes ; leurs fines dentelures ont disparu et les surfaces sont plus ou moins arrondies par les eaux. En outre des frag*ments plus ou moins roulés de ces stalag^mites et des morceaux de roche calcaire arrachés aux murailles gnsent dans la terre apportée. Ceci a lieu surtout dans les points où les courants ont été momenlanément forts et composés de g-randes masses d'eau, lesquelles coulant parfois en forts torrents ont pu même faire disparaître en certains lieux toute trace de stalag^mite et même de stalactite. Mais le remplissag'e ne s'est pas toujours produit ainsi par des terres apportées par des eaux courantes. Même dans les cas où l'apport a eu lieu de cette manière, il n'y a pas été total, et très-souvent il ne s'y est pas produit en une seule fois; mais on peut quelquefois constater l'existence de couches successives, manifestées par la présence, en certains points, de couches stalag-mitiques ou de croûtes calcaires superposées et intercalées dans les terres de remplissag"e, lesquelles couches montrent que la caverne a été plusieurs fois envahie par les eaux, et plusieurs fois asséchée, auquel cas il y a eu plus de trois périodes distinctes.
Mais, nous venons de le voir, l'apport de terre sur le sol des cavernes n'a pas toujours eu lieu par l'action des eaux courantes. C'est là un fait dig-ne d'appeler sérieusement l'attention, et quand cette introduction de terre s'est produite sans l'intervention des courants, il n'existe plus les trois périodes nettement séparées des formations slalagniiitiques antérieures au remplissag'e, du remplissage proprement dit, et des formations slalag^mitiques postérieures à ce dernier.
Au contraire, on reconnaît au pied des stalag*mites , dont la base repose sur le sol pierreux, qu'une quantité plus ou moins g'rande de la terre déposée à leur base se trouve eng'ag'ée dans la masse stalagMnitique , laquelle parfois s'étale considérablement, d'autres fois se resserre dans ces terres alors fortement endurcies par le carbonate de chaux. On a, dans ce cas, la preuve que la formation stalag'mitique se faisait et se continuait avec le dépôt des terres. De même on voit quelquefois le pied des stalag™tes supérieures à la couche de terre, eng-ag-é plus ou moins profondément dans celle-ci, et on a alors la certitude que ces slalag'mites avaient commencé avant l'achèvement du dépôt des terres. On voit aussi parfois des slalag'mites se rapportant aux époques intermédiaires et plus ou moins enterrées à leur base dans la couche de remplissag^e, sans atteindre jusqu'au sol pierreux inférieur et sans s'étendre sur la couche supérieure de terre. Dans ces cas, on voit ég'alement par places les bases des slalag'mites encroûter une plus ou moins g'rande épaisseur de la couche de terre, de manière à montrer que le dépôt de celle-ci était simultané avec la formation de ces stalag'mites. Evidemment, dans toutes ces circonstances, le dépôt des terres s'est fait au moins partiellement dans des conditions où des courants d'eau ne s'opposaient pas à la formation des slalag'mites, et ce dépôt a eu lieu d'une manière excessivement lente comme cette dernière formation ellemême, laquelle, dans aucun cas, ne peut être rapide, et est l'efîet d'un temps immense, l'œuvre des siècles. D'un autre côté, dans toutes ces circonstances, évidemment, les trois périodes dont j'ai parlé plus haut ne peuvent être distinctes et nettement séparées.
La masse énorme des stalag^mites et aussi l'abondance des ossements fossiles apparaissant en certains points dans les couches de terre de remplissag'e, solidifiées par les eaux calcaires, montrent que les cavernes en question ont été creusées à une antiquité excessivement reculée, puisqu'il s'est écoulé un temps considérable depuis lors, temps pendant lequel se
sont faits les dépôts en question. D'un autre côté, les preuves évidentes, dans un grand nombre de cavernes, de l'influence accidentelle de courants d'eau pour leur remplissag'e, intluence souvent répétée et interrompue plusieurs fois dans la même g-rotte, montrent que, pendant cette long^ue période, le rég'ime des eaux dans la rég-ion a plus d'une fois varié. Des variations de niveau et de nouvelles fractures ont dû se produire. D'autres failles ont du s'eng^ag^er et se remplir de cristallisations ou se fermer, ou enfin, par suite des variations de niveau et des modifications résultant de la dénudation du sol supérieur, cesser d'être les points d'accumulation de dépôts d'eau pouvant entretenir le lent suintement nécessaire à la production des stalag^mites. Il doit donc être bien rare qu'une production de stalagmites ait pu, pendant cette très-long^ue période, se continuer toujours sur le même point, même dans les cavernes où les eaux soit courantes, soit réunies en petites mares ou lacs, ne sont pas venues jeter de perturbation dans leur formation. Peut-être cette persistance de production sur le même point est-elle arrivée quelquefois, mais je ne l'ai pas observée et je ne l'ai pas vue sigMialée par le D^ Lund. Toutefois ni lui ni moi nous n'avons pu observer tous les points, car les cavernes sont en nombre immense dans ces rég'ions, et on les trouve non-seulement au milieu des calcaires intercalés dans les itabirites, ou dans la partie correspondante du même dépôt resté presque liorizontal dans le bassin du Rio das Velhas, mais elles existent encore dans la même couche calcaire répandue en vastes lambeaux sur foute la vallée du Rio de San-Francisco, dans son immense extension. Le manque de continuité dans les formations stalag'mi tiques doit être évidemment le cas le plus ordinaire et le plus fréquent, et c'est celui que j'ai observé. De là résulte une division naturelle des stalactites et stalag'mites en deux classes ; celles qu'on observe aujourd'hui se formant encore et s'étendant sur la couche de terre superficielle, et celles dont la formation est ancienne, et ne se continue plus. Ces dernières évidemment comprennent des stalactites et stalag'mites de beaucoup d'àg^es diffé-
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rents. Par conséquent, d'une manière g'énérale, Icurcnsemble doit beaucoup plus que les formations actuelles recouvrir le toit, les murailles et le sol des cavernes; mais elles n'en paraissent pas moins avoir été en g-énéral accompag-nées d'un dépôt très-lent de terres et d'ossements, lequel à la long*ue a fini par recouvrir la plus g*rande partie de la masse des stalag-mites. Il importe de ne pas perdre ce point de vue. Quand donc, à des époques plus ou moins postérieures à l'orig^ine de ces phénomènes, les eaux courantes ont eu accès de nouveau dans certaines cavernes et y ont répandu d'épaisses couches de terre sans formation simultanée de stalag*mites, il ne s'ensuit pas qu'avant cette époque, le même dépôt lent ne se fît pas ég^alement, d'autant plus qu'il a pu parfois être balayé par les eaux avant le nouveau dépôt, surtout dans les parties où il n'avait pas été trop endurci par les stalag'mites. Quand donc nous constatons ainsi une période plus rapide d'apport de terre, quand nous notons qu'en g"énéral, dans celles des cavernes douées de ce caractère, des formations stalag*mitiques, beaucoup plus considérables que les actuelles, existent sous cette couche, cette g'énéralité même nous donne la preuve d'un important chang-ement dans le rég-ime des eaux, lequel s'est produit sur vaste échelle et est récent relativement à l'ancienneté de la majorité des cavernes; mais cela n'établit ni l'existence, ni la simultanéité de cette nouvelle introduction des eaux dans toutes les cavernes, ni que, pour quelquesunes de celles-ci, cette irruption des eaux ne s'est pas reproduite plusieurs fois, à des époques plus anciennes ou plus récentes. Au contraire, tous ces divers cas ont eu lieu, comme nous venons de le voir, et par conséquent il n'y a au fond, dans l'histoire des cavernes, qu'un ordre de faits continu, lequel se passe du même mode de nos jours, puisque les eaux circulent encore dans certaines cavernes, comme le prouvent les suinidouros^ et puisque ces eaux peuvent effectuer des dépôts terreux sur certains points d'une caverne et sur d'autres la creuser encore^ et enfin puisque la formation elle-même des cavernes se continue actuellement par leur ag^andisse-
ment. Par ce travail les eaux elles-mêmes déterminent de temps à autre des éboulements , se manifestant parfois simplement par de g-rands bruits souterrains, comme cela est encore arrivé dernièrement au Sumidouro près de Lag'oa- Santa et JagTiara. D'autres fois des ruisseaux ont, de mémoire d'homme, surg'i ou disparu dans des failles du sol.
74. — Par conséquent, nous assistons encore aujourd'hui à toutes les phases possibles de formation et de remplissag'e des cavernes, et de création de leurs dépôts stalactiliques et stalagniiitiques, aussi bien qu'à la fossilification des ossements d'animaux el à l'accroissement lent des dépôts terreux sur leur sol. Nous verrons plus loin comment, relativement à ces derniers, on prend encore, pour ainsi dire, la nature sur le fait. Mais de l'ensemble des circonstances énumérées précédemment, il résulte la nécessité de rejeter toute idée de cataclysme, tant pour l'origine que pour le remplissage des cavernes, dont les unes sont plus récentes et les autres d'une antiquité excessivement reculée. Au contraire, les faits ont été toujours analogues à ceux de nos jours et composés d'actions lentes et presque insensibles; et quoiqu'il paraisse avoir existé une époque de changement assez considérable dans le régime des eaux, cliang*ement en vertu duquel un grand nombre de cavernes, antérieurement et postérieurement sèches, ont reçu à leur intérieur des dépôts considérables de terre, cette époque elle-même a dû être trèslongue, comme l'atteste la quantité considérable d'ossements enfouis souvent dans la terre de ces dépôts. Ces chang-ements se sont donc opérés lentement et progressivement, ou par une série de petits chang-ements dus peut-être à des modifications de niveau accompag'nant des tremblements de terre distants les uns des autres dans le temps, mais s'étendant sur de grandes surfaces. Dans ces circonstances, nonseulement toutes les cavernes n'ont pas eu leur régime simultanément modifié, mais encore relativement à celles pour lesquelles des modifications ont Cu lieu, les changements de même sens ne les ont pas toutes atteintes en même temps, ni
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avec la môme intensité, comme le prouve la continuité d'un seul et long' dépôt dans les unes, l'établissement et la suppression à plusieurs reprises de dépôts de moindre durée dans les autres, avec de long-s intervalles entre ces dépôts successifs.
75. — Si nous étudions aujourd'hui la formation des dépôts stalag'mitiqucs dans les cavernes, nous remarquerons d'abord que les stalag'mites proprement dites, c'est-à-dire, les cônes saillants formés à la surface de la terre, existent seulement sur les points où l'eau tombe du toit en g*outtes peu nombreuses, en d'autres termes, où l'écoulement est lent et peu abondant. Sur les endroits, au contraire, où les g-outtes tombent et se suivent avec rapidité, elles ne créent pas de stalag'mites coniques, mais elles coulent sur le sol et se réunissent dans les anfractuosités voisines du point de chute où elles forment, surtout quand cette chute rapide est intermittente et se produit à l'époque des pluies, des incrustations calcaires à la surface du sol sur lequel l'eau s'évapore dans l'intervalle des saisons pluvieuses. Chaque ondée apporte de nouvelles g-outtes d'eau et une nouvelle addition de matière, jusqu'à ce que, la surface s'élevant, les eaux roulent plus loin. Ainsi se forment, à partir du point de chute, des surfaces calcaires plus ou moins unies et souvent polies dans les directions où les eaux s'écoulent. Le point où ces g^outtes d'eau tombent se creuse souvent luimême en forme de bassin. Les eaux s'y accumulent, y séjournent en dissolvant du calcaire, puis quand ce bassin est plein d'eau, l'excès roule en tous sens, incrustant la surface comme je viens de l'indiquer. Cette action de la chute rapide des g-outtes d'eau pour dissoudre le calcaire au lieu d'en déposer est très-remarquable; et souvent quand une chute rapide se produit ainsi sur un lieu où auparavant une chute plus lente avait d'abord fait des stalag*mites coniques et volumineuses sur le sol, il est facile de constater que, lors des pluies, ces dernières sont dissoutes et usées par la chute de l'eau, au lieu d'aug-mcnter comme il arrive lors des cas de chutes très-lentes. Dans les parties des cavernes où les eaux
pluviales s'infiltrent avec facilité par de nombreuses fentes souvent imperceptibles et tombent abondamment sur une multitude de points, le phénomène dont je viens parler se produit parfois sur une g^rande étendue; et ces eaux amènent souvent avec elles des parcelles fines d'arg-ile, lesquelles se déposent avec les parties calcaires en dissolution.
Ces incrustations empâtent les ossements d'animaux éparpillés sur le sol et soit apportés par des animaux carnassiers, mammifères ou oiseaux, soit provenant d'individus morts dans les cavernes; et parfois on voit sur le terrain, dans les points où se font cet apport de matières et ces incrustations, des ossements plus ou moins partiellement enfouis et que la continuation du phénomène conservera dans la couche du sol arg-ilo-calcaire.
Quelquefois, quand l'eau arrive en plus g'rande quantité encore pendant les pluies, mais pas assez abondamment pour rouler, il se forme, dans certaines parties des cavernes, des espèces de nappes d'eau ou g'randes mares ; et si ces eaux, toujours incrustantes et calcarifères, sont un peu charg^ées de fine arg'ile, elles forment tous les ans en se desséchant une couche mince d'arg-ile calcarifère, sur laquelle, après la période de sécheresse, se formera de même, l'année suivante, un nouveau lit très-mince, car dans cette rég'ion les saisons sont rég-ulières et il y a toujours plusieurs mois sans pluie. Parfois, si les eaux sont très-incrustantes et non arg-ilifères, parce qu'elles ont circulé lentement dans la masse de pierre, mais si pourtant elles restent abondantes parce qu'elles viennent d'une multitude de points, la couche déposée est entièrement calcaire ; et il n'est pas rare de voir, dans certaines parties des cavernes, de vastes surfaces, du moins dans les parties largues, qui montrent ainsi une superficie cristalline unie, môme sur des points où aujourd'hui il n'y a plus d'infiltration ; mais ce fait démontre qu'anciennement ces infiltrations ont eu lieu. Quelquefois ces infiltrations anciennes sont accusées, en outre, par la présence de stalactites à la voûte et aux murailles; d'autres fois les eaux incrustantes étaient
arrivées vers la base de ces dernières; d'autres fois encore les chutes ont été trop rapides pour avoir permis la formation des stalactites, car celles-ci, aussi bien que les stalag^mites coniques, se forment seulement sur les points où l'eau arrive avec une extrême lenteur.
Celles de ces surfaces calcaires unies et dénudées qui ne sont pas de formation présente, nous montrent, en outre, comment l'accroissement lent du sol des cavernes par les infiltrations pluviales ne se fait pas dans toute l'extension à la fois, ni en permanence. Tantôt cet accroissement a lieu sur un point, tantôt sur un autre, et souvent une portion d'une caverne peut lui échapper long-temps; mais, sous l'action du temps et des modifications incessantes, il finit par s'effectuer partout.
76. — Les animaux aussi sont loin d'être sans influence sur l'accroissement du sol des cavernes. Pour s'en convaincre, il suffit de comparer la proportion énorme d'ossements accumulés dans certains points par rapport à la masse de terre. Or il ne faut pas perdre de vue que les animaux ne contribuent pas à cet accroissement seulement par la masse de leurs os, mais aussi par l'apport de terre humide et en boue par les temps de pluie, quand ils viennent se réfug-ier dans les cavernes. Il suffit de se rappeler les couches épaisses de boue transportées dans une ville, à chaque ondée, par les pieds des passants et déposées ainsi sur les pavés voisins des terres macadamisées, dans des long'ueurs de plusieurs centaines de mètres, pour comprendre le rôle important des terres ainsi apportées, sous l'action répétée des siècles, par des milliers d'animaux ayant laissé leurs os dans les cavernes, terres auxquelles se joig'nent les fientes et tous les détritus introduits directement par les mêmes êtres vivants. Ces dépôts, battus par les pieds, durcissent en se séchant et s'incrustent prog'ressivement de calcaire de la manière cidessus indiquée. Il n'est pas jusqu'aux poussières apportées ég-alement sur eux par les animaux dans les temps secs, ou poussées par les vents dans l'entrée des cavernes, d'où en-
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suite les mammifères les transportent partout, qui ne contribuent à cet accroissement du sol par une action quotidiennement répétée pendant des milliers d'années.
77. — La nature des terres de remplissag'e d'une caverne est identique toujours à celle des couches de terre d'alluvion existant au dehors dans la rég-ion environnante. Ces terres se composent d'arg*ile jaune très-fine sur les points où celle-ci domine à l'extérieur, ou d'arg'iles roug*es fines ou plus g'rossières, ég^alement sur le point où telle est la terre des alentours. Evidemment, cela doit être, quel qu'ait été le mode de remplissag'e. Mais toutefois il importe de remarquer que, dans les cavernes, on ne trouve guère de couches de sables intercalées dans les arg-iles, quoique parfois du sable existe à l'extérieur; et ceci est conforme aux explications précédentes sur le remplissage de ces cavernes; car, dans leurs infiltrations lentes, les eaux ont entraîné les argiles très-fines beaucoup plus que les sables ; ce sont aussi les arg'iles qui font les boues. Donc, la partie arg-ileuse a dû toujours dominer dans les dépôts lents des cavernes : les g*rains de sable s'y trouvent perdus alors dans l'argile, et le tout est plus ou moins endurci par le calcaire. Là, au contraire, où les eaux ont joué un rôle principal dans le remplissag'e, des sables ont pu évidemment être entraînés en grande quantité. Or le peu de fréquence relative de ces derniers est une preuve que le remplissage a eu lieu le plus souvent par des actions lentes ou par des inondations de certaines parties des cavernes, et rarement par de forts courants ayant traversé ces dernières. Les forts courants, en effet, ont dû travailler à creuser les cavernes plutôt qu'à les remplir, et aujourd'hui encore il n'est pas rare, dans les cavernes où des eaux torrentielles s'introduisent après les g-randes pluies, de voir la surface de la terre de la caverne avec ses incrustations de stalagmites plus ou moins creusée par ces courants. Alors ordinairement se montre, dans le lit creusé du torrent, une petite quantité de sable et quelques cailloux quartzeux et fragments de stalagmites et de calcaires plus ou moins roulés
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et ang'uleux. On peut donc constater, dans ce cas, qu'il n'y a pas eu remplissag-e, mais au contraire creusement dans les terres de rcmplissag'e antérieurement introduites dans la caverne. Quelques dépôts constitués par les arg^iles et les terres charriées par les torrents s'effectuent, toutefois, dans les parties les plus larg-es et les plus profondes formant des espèces de bassins dans lesquels débouchent des courants et d'où en partent de nouveaux; et il est facile de comprendre comment des cadavres d'animaux, entraînés dans des bassins de ce g'enre, ont pu s'y trouver arrêtés et enfouis dans des dépôts de vase mêlée de sable, et s'y trouver ultérieurement incrustés de calcaire comme ces dépôts eux-mêmes. Toutefois ce mode d'introduction des ossements d'animaux n'a pas été g'énéralement le plus fréquent, quoiqu'il ait fourni des ossements de toutes les classes de vertébrés, et en outre des coquilles fluviatiles. Pour la majorité des g-randes espèces dont l'habitation n'avait pas lieu dans les cavernes, ou que leur carapace préservait contre l'attaque des bêtes féroces, ce dernier mode d'introduction paraît toutefois avoir joué le rôle principal. Mais, dans les trous profonds formant précipices, il n'est pas nécessaire de recourir au mouvement des eaux entraînant les cadavres pour expliquer la chute des ossements de mammifères g-rands et petits. Fréquemment les g'randes espèces, de formes lourdes et de locomotion difficile, de la famille des édentés, y ont pu g-lisser et, ne pouvant se relever, auront péri dans ces trous. Il en est de même de beaucoup des espèces poursuivies par les carnassiers, et aussi de ceux-ci, qui, dans leur course rapide, se seront tués ou emprisonnés, ou même noyés dans ces g-ouffres parfois remplis d'eau à leur partie inférieure. Il est, au reste, dig'ne de remarque que les trous profonds sont le plus souvent trèsriches en ossements fossiles d'espèces éteintes.
Mais la plus g'rande partie des ossements des cavernes a été introduite par les animaux carnassiers, et, dans ce cas, l'intervention de ceux-ci se reconnaît à ce que les os sont brisés en frag'ments et écrasés par les dents. Ces frag'ments
se trouvent éparpillés et mêlés sans ordre, et sont entourés ou remplis de terre. Souvent on reconnaît même qu'ils ont été rong-és par la dent de petits animaux. Evidemment, beaucoup des animaux vieux, morts dans les cavernes, ont eu aussi leurs chairs dévorées par les diverses espèces du g-enre Canis, lequel recherche les viandes en putréfaction. Mais, pour les petites espèces, le D' Lund a reconnu le rôle considérable exercé par les oiseaux carnassiers nocturnes. Pour donner une idée de Ténorme profusion des ossements de petits animaux ainsi amoncelés parfois dans la terre des cavernes, je ne puis mieux faire que de donner la traduction d'un extrait d'un des rapports de ce savant paléontologiste sur la visite d'un de ces g-oufres :
(( L'excavation, dit-il (1), consiste en un trou ovale creusé verticalement à 24 pieds de profondeur, et de 36 pieds de ( long'ueur dans son g-rand diamètre. Son sol se composait ( d'une terre fine g-ris-jaunâtre, toute remplie de petits os. Ceux-ci se trouvaient en g-énéral dans un assez g*rand deg-ré ( de décomposition, et il y a aussi été découvert quelques ossements pétrifiés, mais en faible proportion. Les os appartenaient, pour la plus g*rande partie, à de petits mammifères, surtout des g^enres Mus et Didelphis , et à une quantité moindre d'oiseaux et de reptiles, parmi lesquels les g-renouilles dominaient. Après qu'un essai préalable eut démontré que cette abondance d'ossements se prolong-eait sans altération à plusieurs pieds de profondeur, je fis org*aniser un échafaudag'e pour retirer la terre avec des sceaux. Après trois mois et demi de travail continu, on atleig'nit le fond du trou, lequel, à une profondeur de 62 pieds, finit par un petit couloir courant obliquement en ( bas, et trop étroit pour y travailler. La masse de terre retirée s'éleva à 6 552 barils (un baril est environ un cin- ( quième d'une tonne danoise), sans compter les pierres,
(i) Meddelelse af det Udbytte de 1 18i4 undcrsogte Knogichuler hâve afgivet ti| Kundskaben om Brasiliens Dyreverden iôr sidste Jordou]\a'llning, par le D"" Limd. CopenJiugue, 1845,
GÉOLOGIE OU BRÉSIL. i69
composées poui* la plus grande partie de gros blocs de quartz ou de calcaire qu'il fallait d'abord briser, et qui ont rempli 1 796 barils. La proportion considérable de petits os s'est montrée tout à fait invariable dans les 4 000 premiers barils. Dans les suivants, on peut l'estimer à la moitié de ce qu'elle était à l'orig'ine. Pour donner une idée de cette profusion extraordinaire d'ossements, je dirai que d'un baril, pris au hasard, j'ai retiré et compté à part toutes les mâchoires inférieures de petits mammifères, et il s'en est trouvé 2 385 des g^enres dont il va être parlé, et parmi lesquelles 1 440 étaient du g-enre Mus, 901 du g^enre Didelphis, 26 du g-enre Echimys, et 18 de Cavia. Nécessairement, dans ce triag*e, une partie de ces petites mâchoires se sont trouvées perdues, tantôt par leur petitesse, tantôt comme plus endommag-ées, enfin comme cachées par la poussière et contenues dans les mottes de terre. On ne peut pas en évaluer la quantité à moins de 10 p. 100, ce qui ferait le nombre de 238. Il y aurait donc eu en tout 2 623 mâchoires, qui appartenaient à 1 311 individus, dans chacun des 4 000 premiers barils, ce qui ferait un total de 5 244 000 individus. Pour les 2 500 barils restants, je crois pouvoir en estimer le nombre à la moitié ou 655 individus par chacun , ce qui ferait 1 637 500 individus, et porte le chiffre total à 6 881 500 individus des quatre g-enres cidessus nommés. Le nombre de toutes les autres espèces, tant de mammifères que d'oiseaux ou de reptiles, peut, je crois, s'évaluer à 10 p. 100 du nombre ci-dessus, ou à 688 150, ce qui donne pour le total de tous les animaux trouvés dans cette caverne le chiffre de 7 569 650. « On sera justement surpris de cette foule énorme de restes d'animaux dans un si petit espace, et je me suis demandé la solution de cette énig-me. Je crois qu'on peut en g-rande partie la donner; mais, comme le temps et l'espace ne me permettent pas d'entrer ici dans une explication détaillée, < je dirai seulement, d'une manière g-énérale, que les petits ( os proviennent pour la majeure partie d'animaux entraînés
et dévorés par les hibous, lesquels se réunissent ordinairement en ce lieu ; et les restes de ces animaux dévorés sont alors tombés dans le trou.
« Sur la surface g-isaient de petits os fraîchement répandus ; mais aucune transition ne se remarquait entre eux et la masse sous-jacente d'os décomposés, qui paraissent avoir été rong-és depuis beaucoup plus de temps. Toutefois, la plus courte durée qu'on puisse supposer pour la formation de ce vaste dépôt est de 5 000 ans, d'après la supposition que 4 de ces animaux seraient tombés par jour dansée trou; et ce nombre 4 est même estimé très-haut, d'une part, parce que les hibous ne vivent pas en société, et alors dans chaque g-alerie une seule paire peut avoir habité la voûte d'un trou, et d'autre part, parce que vraisemblablement des intervalles ont eu lieu entre chaque chang'ement d'habitants.
(( Les os pétrifiés qui ont été retirés, ont eu une tout autre orig-ine ; ils provenaient de brèches roug-eâtres qui orig*inairement avaient rempli cette caverne comme les autres, et dont des restes se trouvaient fixement attachés au sol de la caverne. »
Le D' Lund continue ensuite la description de ses recherches, en faisant connaître les ossements curieux d'espèces éteintes, et quelques-unes des g-randes espèces d'animaux qu'il a trouvés dans ces brèches roug'eâtres contenant les os pétrifiés. On voit ainsi comment dans ce trou existaient des dépôts de deux âg-es distincts. Le plus ancien, formé à l'époque des g*rands mammifères et contenant des restes de ceux-ci et des petites espèces contemporaines, avait plus ou moins rempli la caverne, quand une irruption des eaux, pénétrant dans cette dernière, avait enlevé une partie de ce dépôt et introduit des pierres de quartz et de calcaire dans cette anfractuosité, les eaux continuant de s'écouler par le canal de la partie inférieure du trou. Ultérieurement, la caverne s'est desséchée de nouveau, et les hibous, en l'habitant, y ont introduit une multitude d'ossements de petits mammifères,
GÉOLOGIE ni^ BRÉSIL. 171
en même temps que des terres en poussière fine y pénétraient poussées par les vents, ou transportées par les animaux et les petites infiltrations des eaux, et que d'autres mammifères ou reptiles venaient de temps à autre tomber dans la crevasse et joindre leurs ossements à ce remplissag-e incessant du trou.
78. — Très-souvent on trouve de cette manière, dans les cavernes, des dépôts de deux âg'es distincts; et les ossements peuvent s'y montrer dans deux états de pétrification différents, par suite de l'existence, lors du premier dépôt, d'eaux incrustantes qui ont disparu à l'époque des chang'ements postérieurs, et de l'introduction accidentelle de courants d'eau ayant enlevé une portion plus ou moins g-rande du dépôt ancien; après quoi, par suite de nouveaux changements encore, un nouveau dépôt a pu se faire, tantôt sans incrustation nouvelle, d'autres fois avec des incrustations semblables aux premières, ou bien caractérisées par une plus ou moins grande quantité de fer jointe aux matières calcarifères. Un peut même, dans certains cas, disting'uer plus de deux âg'es, de la même manière qu'on reconnaît par les stalagmites, comme nous l'avons dit précédemment, l'existence de plusieurs chang^ements successifs; et cela résulte de la long'ue durée de la majorité des cavernes, lesquelles ont éprouvé dans leur régime intérieur de profondes modifications successives, à diverses époques, par suite des chang-ements de niveau du sol soit de leur rég^ion elle-même, soit des rég'ions voisines. Mais, de même qu'il est difficile de rencontrer des points où une même masse stalagmitique se soit continuée sans interruption avec le remplissage lent de la caverne, depuis ces temps reculés jusqu'à nos jours : de même il est difficile de trouver dans les dépôts d'ossements une continuité parfaite de dépôt sur le même point sans interruptions, pendant lesquelles souvent les eaux avaient enlevé une partie du dépôt ancien.
Il ne faut pas perdre de vue que les eaux, quand elles ont ainsi enlevé des parties plus ou moins considérables de terrains contenant ces os anciens, ont souvent roulé ces der-
niers, émoussé leurs pointes, et les ont déposés de nouveau dans d'autres parties des cavernes avec des matériaux faciles à reconnaître par leur nature comme matériaux roulés et de transport. Des dépôts de ce g^enre s'observent aussi dans certaines parties de quelques cavernes, et il y a même des points où on trouve ainsi des os anciens et modernes mélangées, notamment dans les cavernes où aujourd'hui encore les eaux pluviales peuvent s'introduire sous forme de torrents. Les os pétrifiés sont toutefois g'énéralement les seuls qui se conservent lors de ce transport par les eaux, car les ossements très-frag'iles s'y réduisent ordinairement en poussière.
79. — Le plus souvent, les os fossiles des cavernes ne sont pas très-pé tri fiés, aussi bien ceux des espèces anciennes et éteintes que ceux des dépôts plus récents. Généralement ils se montrent en place, entiers et sans être endommag-és, sinon par les dents des animaux par lesquels ils ont été rong'és; et, quand ils sont entiers, ils montrent leurs détails et leurs pointes les plus fines admirablement conservés. Mais ils sont très-lég-ers, beaucoup plus que les os frais, et extrêmement cassants. Ils happent fortement à la lang-ue, et répandent en brûlant une odeur un peu puante. Dans les fractures ils sont très-blancs, et leur surface est presque toujours d'une couleur pâle jaune-roug*eâtre. La terre est souvent attachée à eux en petites masses durcies et soudées par le carbonate de chaux, et alors on les brise en voulant les en séparer.
L'état que je viens de décrire paraît être, en g-énéral, l'état dominant de tous les ossements primitivement répandus sur le sol des cavernes, puis ensuite enterrés dans le sol endurci par de faibles incrustations calcaires, et c'est là le cas le plus fréquent. Les incrustations de ce g'enre dans le sol, sans fossilifîcation proprement dite des os, se continuent sans cesse à la surface des cavernes, et le D' Lund dit avoir ainsi trouvé non-seulement des os frais ou des coquilles fraîches s'eng*ag-eant de cette manière dans le terrain, mais encore un morceau de charbon vraisemblablement introduit depuis la visite des sauvag'es. Une particularité assez curieuse dans les os qui
s'eng'ag*ent ainsi dans les incrustations du sol, consiste en des crevasses ou fentes, souvent suivant leur long-ueur : d'autres fois en des ruptures transversales, ou bien en un écrasement ou une compression plus ou moins g*rande de ces os. Ces faits s'expliquent par la marche de g-rands et pesants mammifères sur le sol des cavernes. Par leur poids, ces animaux ont pressé ces os sans les déplacer dans la couche friable de terre, avant que celle-ci fût endurcie à la surface. En somme, il faut voir là l'effet d'une compression du terrain sur les os, après une diminution de la solidité de ceux-ci, devenus plus fragiles. Dans ces cas, l'intérieur des os et des fractures est souvent d'une couleur rougeâtre, identique à celle des surfaces extérieures. Quand l'incrustation calcaire du sol s'est endurcie, les os se sont souvent remplis de cristaux calcaires à l'intérieur des fractures. Quelquefois des os ainsi fracturés ont été ensuite complètement fossilifîés par l'effet d'un séjour postérieur sous des nappes d'eau incrustantes qui se sont établies sur eux.
D'autres fois, et c'est surtout dans les cas oii ils paraissent avoir séjourné sous des eaux incrustantes, notamment dans les crevasses profondes des cavernes, les os se montrent demifossilifîés et remplis d'une matière dure et pierreuse à l'intérieur de leurs cellules. Dans cette circonstance, leur pesanteur spécifique devient beaucoup plus g*rande. D'autres fois, la substance org^anique s'est totalement évanouie, et le spath calcaire se montre au lieu de la matière osseuse ; mais ce cas est beaucoup plus rare. Je ne l'ai pas observé, mais il est rapporté par le D' Lund, qui dit l'avoir noté dans la caverne de Gerca-Grande, et s'être assuré que cet état provenait d'un séjour prolong-é sous les eaux.
Abrités dans les cavernes contre les influences directes de la décomposition atmosphérique, surtout contre les effets successifs des pluies et du soleil, et l'action dissolvante et destructive développée dans le sol extérieur par les phénomènes de la vég-étation, conservés dans une sécheresse extrême s'opposant à toute fermentation de la matière org-anique, ou bien
atteints seulement par des eaux incrustantes, une multitude d'ossements des âg-es les plus reculés, comme on le comprend facilement, ont pu se conserver dans les cavernes, tandis que les os des animaux morts à l'extérieur, et restés exposés sur le sol aux intempéries, ont tolalement disparu. Cette action préservatrice des cavernes, jointe aux circonstances par lesquelles ces lieux sont devenus des points de réunion et d'accumulation d'une quantité immense d'ossements, puisqu'ils constituaient des refug*es pour certaines espèces, et en même temps des endroits où les carnassiers , soit mammifères, soit oiseaux, transportaient souvent la proie pour la dévorer; cette action, dis-je, nous permet de retrouver dans ces curieux ossuaires une multitude de matériaux avec lesquels peut être reconstituée l'histoire g'éolog'ique du Brésil à une époque où la plupart des espèces animales étaient trèsdifférentes de ce qu'elles sont aujourd'hui. Sur des milliers de cavernes réunies souvent dans un espace restreint, comme cela a lieu par exemple dans les collines calcaires comprises entre le Rio das Velhas et le San-Francisco, il en est bien peu où des restes de ces anciennes espèces animales du Brésil n'aient été conservés; car il arrive rarement que des torrents aient postérieurement balayé la totalité des terres qui avaient pu s'introduire dans les g-rottes pour les remplir plus ou moins partiellement avant cette nouvelle irruption des eaux. Quand on enlève les terres apportées récemment, on met presque toujours à découvert dans quelque anfractuosité, soit du sol, soit dos murailles, des restes de l'ancien dépôt terreux plus ou moins solidifié par le calcaire et contenant des ossements fossiles. Il y a toutefois des cavernes où n'existent pas ces dépôts, soit parce qu'elles ont été entièrement balayées et plus ou moins creusées de nouveau par des torrents, soit à cause de leur formation plus récente, soit enfin parce qu'elles ont, aux temps anciens, conservé toujours un accès facile aux eaux pluviales sous la forme torrentielle, sans présenter de g-rands trous propres à retenir l'eau et à y accumuler les ossements ; mais le nombre de ces cavernes est relativement
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petit, comme au reste le D' Lund l'a établi par ses long'ues et patientes explorations.
Disons toutefois iei que les recherches destinées à faire découvrir ces restes anciens, sont souvent fort difficiles et cxig'cnt de g-rands travaux, car il faut le plus fréquemment débarrasser des dépôts récents le sol de la caverne. Ces derniers dépôts sont fossilifères dans la majorité des cas aussi bien que les dépôts anciens, mais ils contiennent les ossements d'espèces actuellement vivantes. Toutefois, ils ne sont pas eux-mêmes fossilifères, ou ne le sont que très-peu, quand les eaux ont accès trop facile dans la grotte, et la traversent, pendant les pluies, sous forme de ruisseaux ou de torrents disparaissant totalement dans les intervalles des ondées sans laisser de nappes d'eau profondes, car, alors, ces eaux pluviales non charg*ées de calcaire ont une action plus dissolvante qu'incrustante. Une décomposition notable, répandant l'odeur de moisissure, existe alors dans le sol où les eaux en question entraînent une multitude de feuilles sèches ou vertes arrachées par les vents. Mais ce cas, quoique n'étant pas trèsrare, n'est cependant pas le plus fréquent, et les cavernes, ainsi lavées par les eaux, ne renferment pas de salpêtre dans leur sol comme celles où les eaux ne font que suinter lentement.
80 . — Ce salpêtre dans les cavernes est incontestablement une richesse très-importante pour les rég'ions où se trouvent ces cavités. Assez souvent le nitrate de potasse se montre directement en cristaux disséminés dans le sol. Mais la manière de l'obtenir en totalité consiste à laver avec des eaux chaudes les terres retirées des cavernes et à faire bouillir les eaux de lavag^e avec des cendres dont la potasse décompose les nitrates de chaux et de mag'nésie pour les transformer en nitrate de potasse. Par ce moyen on obtient une plus g'rande quantité de salpêtre, quoiqu'en réalité, la majeure partie des nitrates renfermés dans le sol des cavernes soit directement du nitrate de potasse. Certaines cavernes contiennent aussi une portion notable de sel. Ce dernier est obtenu plus ou
moins impur, et mêlé de sulfate de mag'nésie et de natron, par une première cristallisation des eaux chaudes de lavag*e de la terre des cavernes, après quoi le résidu des eaux chaudes de lavag-e contenant le salpêtre, substance plus soluble dans l'eau chaude que le sel, est évaporé à part et dépose le salpêtre en cristaux.
La quantité de salpêtre renfermée ainsi dans le sol de certaines cavernes , est considérable. Parfois cette substance forme même de forts amas cristallins au milieu des terres, et on trouve accidentellement des points où, par le lavag"e, on peut retirer d'une petite quantité de terre jusqu'à 25, 50 et même 75 p. 100 de son poids de salpêtre : mais ces cas sont exceptionnels, et dans une même caverne, ils ont lieu seulement sur des points limités. Le rendement moyen varie beaucoup d'une caverne à l'autre, mais le plus g*énéralement le sol des cavernes est assez salpêtre pour que l'extraction donne de l'avantag-e, et souvent de beaux bénéfices. A cause de cette circonstance, le sol de beaucoup de cavernes a été déjà extrait et soumis au lavag'e, et dans ces opérations les ossements qu'il contenait ont été jetés. C'est là le motif pour lequel aujourd'hui un assez g*rand nombre de cavernes ne contiennent plus de traces d'ossements, quoiqu'il y en ait existé; et dans un certain nombre d'années, tous les restes d'animaux éteints auront disparu par suite de cette exploitation.
Incontestablement le salpêtre se forme encorejournellement dans les cavernes. L'expérience a appris qu'en rapportant de nouvelles terres vég'étales dans des g'rottes dont le sol avait été extrait pour retirer ce sel, une nouvelle production de salpêtre a eu lieu g'énéralement en quantité notable dans ce nouveau sol, au bout d'un certain nombre d'années. Ces terres renferment en effet de la potasse, et en même temps des décompositions se produisent dans leur masse, par suite des substances org-aniques qu'elles contiennent, exactement comme dans les nitrières artificielles. Il est clair que, dans un pays où des eaux, lég-èrement nitrées sous l'influence des
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orag^es, s'infiltrent g'outte à g'outte dans les cavernes, et où l'air peut se trouver avec des traces de vapeur nitreuse, la nitrifîcation doit s'opérer facilement et abondamment, comme le prouve au reste l'expérience. Je ne m'arrêterai donc pas davantag^e à expliquer cette nitrification, mais je ne puis me dispenser d'appeler l'attention sur Timprévoyance des habitants de ces régions, lesquels détruisent ces dépôts de nitre en retirant la terre hors des cavités, sans avoir le soin, après l'avoir retirée, d'introduire de nouvelle terre destinée à devenir dans l'avenir une nouvelle source de richesse. Sous ce rapport, le gouvernement brésilien ferait bien de soumettre à un règlement l'extraction du nitre des cavernes; et il serait en outre d'un grand intérêt pour la science de recommander la conservation des ossements retirés de ces ossuaires, à condition toutefois de charger un habile zoologiste et paléontologiste de trier de temps à autre, dans les dépôts d'ossements recueillis, les pièces les plus intéressantes pour la science.
81 . — Les ossements d'animaux anciens trouvés dans les cavernes appartiennent presque tous à des espèces distinctes des espèces vivant aujourd'hui dans la même contrée. Dans les mammifères, deux ou trois espèces seulement sont identiques. Mais la plupart des genres sont les mêmes, et appartiennent aux formes américaines. Ces ossements montrent ainsi comment, dès cette éqoque reculée, le nouveau continent possédait une faune spéciale très-distincte de celle de l'ancien continent par des caractères analog'ues à ceux qui séparent encore aujourd'hui ces deux faunes. Nous reviendrons sur cette question en traitant des mammifères d'espèces vivantes et éteintes du Brésil, et pour le moment nous nous bornerons à appeler l'attention sur les grandes dimensions de la plupart des espèces de la faune ancienne comparativement aux espèces vivantes des mêmes genres et des mêmes ordres. Cette faune, quoique quaternaire, puisqu'elle est contemporaine ou postérieure à l'époque où le Brésil avait pris son relief actuel, comme le prouve la similitude des maté-
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riaux constituant les dépôts des cavernes avec ceux des dernières alluvions ou dépôts superficiels recouvrant la surface du pays, paraît cependant plus ancienne que la faune quaternaire de l'Europe, car elle montre plus de différence entre ses espèces constituantes et les espèces vivantes. En d'autres termes, il y a, dans les dépôts des cavernes, moins d'espèces communes en Amérique qu'en Europe entre les deux g^roupes ancien et moderne. Donc, au Brésil, la période des dépôts des cavernes paraît comprendre toute la période correspondante d'Europe, plus une période antérieure; et probablement le milieu de la période quaternaire du Brésil, si on pouvait, dans les dépôts, toujours l'isoler et nettement le disting^uer des temps antérieurs, montrerait la même proportion d'espèces communes à la faune actuelle que les dépôts européens. Mais cette distinction n'est pas toujours facile. Une seule caverne ne suffit pas pour faire connaître la faune ancienne, car elle ne renferme pas toujours toutes les espèces contemporaines; et dans les dépôts successifs qu'elle peut contenir, il est difficile de savoir si une espèce manquante manque réellement parce que l'espèce avait cessé d'exister, ou n'avait pas encore paru. Des moyennes considérables et des travaux incomparablement plus étendus que ceux qui ont été faits, permettraient seuls d'arriver à reconnaître l'ordre successif de disparition des espèces anciennes, et d'apparition d'espèces récentes. Pour aujourd'hui on en est réduit à comparer aux espèces vivantes les résultats fournis par les dépôts les plus anciens contenant le plus g-rand nombre possible d'espèces perdues. Une autre particularité encore dig'ne d'être notée consiste dans une tendance plus gTandechez les anciens carnassiers mammifères que chez ceux de nos jours à habiter les cavernes. Aujourd'hui, ils ne s'y réfugient pas, et anciennement, au contraire, on reconnaît leurs ossements mêlés d'une quantité considérable de ceux de leurs proies. 82. — Si maintenant nous laissons de côté la question des fossiles quaternaires déposés dansles cavernes et aussi parfois enterrés dans des failles du sol au milieu des dépôts alluviens,
GEUl.UGIE UL: lUlESlI.. HO
L't si nous revenons à J'exanien des fossiles contenus clans la masse des calcaires eux-mêmes et dans celle des macignos et des schistes alternant avec eux, fossiles indiquant leur ag'C g'éologMque, nous rappellerons d'abord les quelques restes fossiles trouvés dans le haut du bassin du San-Francisco, et déjà cités, lesquels nous ont attesté l'orig'ine marine des calcaires de cette réguon, appartenant à la période secondaire, et suivant toute probabilité même, devant être rapportés à la période crétacée. Ces calcaires, d'ailleurs, nous l'avons vu, ne peuvent être séparés des calcaires, plus métamorphiques et à couches fortement redressées, intercalés dans les itaeolumites et les itabirites. Mais si maintenant, en descendant la vallée du San-Francisco, nous accompagnions ces calcaires à partir de ceux qui se trouvent ainsi dans le haut de son bassin entre l'Abaéthé et le Rio das Velhas, nous les verrons se présenter d'une manière identique quant à leur structure, leur aspect, leurs grottes^ leur puissance et leur distribution dans toute l'extension du cours du fleuve, et ils y forment comme une espèce d'horizon g'éolog'ique très -facile à suivre et à accompag-ner. Constamment, nous retrouverons ces mêmes calcaires des deux côtés de la vallée du San- Francisco, et ils apparaissent souvent à la base d'un dépôt de gTès et de schiste arg-ileux à couches presque horizontales, qui repose sur eux et dans lequel la dénudation a creusé le bassin du fleuve et de ses affluents. Parfois, nous remarquerons les calcaires faiblement inclinés et au contraire les g'rès reposant sur eux presque horizontalement : d'autres fois nous verrons les uns et les autres redressés, et, dans ces cas, si le redressement a été considérable, on peut apercevoir la gTande zone des calcaires reposer sur des gTès et des laïcités phylladiformes,et d'autres fois encore on voit apparaître sous ceuxci les g-neiss supérieurs métallifères. En g'énéral, sur les points où se reproduisent les gu^andes dislocations, les calcaires deviennent de nouveau talcifères et les couches quartzeuses inférieures et supérieures passent àl'itacolumite, d'autres fois même à l'itabirite. Dans certaines réglions où les dépôts laté-
raux des deux côtés du fleuve se composent seulement des grès et arg'iles supérieurs dans lesquels la vallée du fleuve a été creusée, et où les vastes dépôts des alluvions quaternaires et modernes ont recouvert les calcaires du fond de cette vallée, les sources et les puits creusés dans le voisinag-e du fleuve fournissent une eau fortement calcarifère, comme il arrive à la barre du Rio Grande, et attestent ainsi la présence des calcaires à une faible profondeur. Toutes les fois surtout que les couches inclinent faiblement d'un côté ou de l'autre du San-Francisco et s'élèvent sur l'une des rives, on ne tarde pas à voir les calcaires apparaître plus ou moins dénudés dans le lit des affluents à un niveau supérieur à celui du fleuve, et soutenir la base du g*rand dépôt de g'rès de la surface supérieure du plateau. Enfin, quand ce dépôt est totalement balayé par la dénudation, des chaînes calcaires, à couches presque toujours horizontales, se présentent comme des lig'nes de falaises à une certaine distance des rives.
83. — Des couches de dépôt d'arg-ile ferrugineuse intercalées entre les bancs calcaires avec des arg'iles schisteuses et des gTès, comme à Taquaril, se montrent parfois dans les couches soit redressées, soit horizontales des calcaires. Des macignioset des marnes existent surtout au-dessus de ceux-ci. Dans ces derniers dépôts apparaissent souvent des concrétions calcaires renfermant des os et des squelettes de poissons, et accidentellement des concrétions de cette nature se trouvent répandues sur le sol ; elles se montrent en certains points à la base des montag-nes en table ou plateaux horizontaux de g*rès qui séparent le bassin du San-Francisco et les provinces de Goyaz et de Piauhy. De l'autre côté de ces plateaux, se retrouvent des concrétions analog*ues, également au pied de la g*rande formation de gTès que les récits de tous les voyag-eurs s'accordent à faire reconnaître comme constituant les hautes terres du plateau central du Brésil, formation présentant sensiblement, d'après leurs descriptions, le même caractère sur tous les points. J'ai ég'alement vu de ces concrétions en un lieu nommé Eng^enho sur la rive droite du San-Fran-
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cisco, ég'alement clans des calcaires argileux et grenus situés dans une position identique. J'y ai trouvé des ossements de poisson qui se sont brisés en fragments, des écailles rlioniboïdales assez g^randes de Lépidotus et une dent obtuse étrang'lée à sa base, laquelle me paraît appartenir à ce même g*enre de poissons g^anoïdes. Dans le même frag'ment, se trouvait une Paludine et un Planorbe. Donc, en ce point, le dépôt est de nature fluviatile ou lacustre.
Les poissons trouvés par Gardner dans la province de Géara près de la Villa-da-Barra-do-Jardim, à 14 lieues de Grato, ont été ég*alement rencontrés dans des concrétions reposant sur le sol, au pied de collines constituées par les g*rès supérieurs formant le plateau g*énéral du Brésil et la Serra d'Araripe. Gardner a cru que ces concrétions étaient provenues de la décomposition de ces g'rès. Mais des concrétions semblables existent au pied de la serra d'Ybiapaba dans la province de Piauhy, et M. Hartt (1), en discutant les conditions dans lesquelles elles ont été trouvées, a fait voir qu'elles provenaient d'une couche plus meuble (argnle marneuse ou macig^no) dég'radée par les eaux et reposant sous les g"rès du plateau supérieur constituant les serras en question. Ces conditions sont à peu près identiques à celles que j'ai rencontrées dans le bassin du San-Francisco du côté de la rive droite du fleuve, à Eng^enho, sur la route de la Villa da Barra-do-Rio- Grande à Bahia, et aussi à celles que mes informations étal)lissent pour le même bassin, du côté de la rive g'auche, au pied des plateaux compris entre ce bassin et les provinces de Goyaz et de Piauhy.
La formation dans laquelle Gardner a découvert les poissons fossiles était toutefois d'orig-ine marine, car il a aussi trouvé, dans ces concrétions, des coquilles évidemment océaniques; ainsi il cite une espèce de Turrilithe, une valve de Vénus, et même une espèce d'Ammonite. Les poissons trouvés par le même auteur et placés en Ang-leterre dans des
(1) Geolosy aiid iiliysioal gcoi^rnpliy of P.raziL Boi^fan , 1870, page 470.
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colleclions particulières, ont été examinés en 1840 par M. Ag^assiz, conjointement avec d'autres spécimens ég'alement pro venus de la même province et adressés à M. Élie de Beaumont par M. Ghabrillac, qui se les était procurés à Pernambuco. Ils constituent 7 espèces, dont 2 de la division des poissons g-anoïdes, \ Aspidorhynchus complus et le Lepidotus temnurus d'Ag-assiz, et 5 de la division des poissons téléostéens, le Calamopleurus cylindricus, le Cladocychis Gardneri et les Rhacolepis biiccalis, Olfersii et latus, ég-alement d'Ag'assiz, en tout 5 g-enres dont 2 g-anoïdes et 3 téléostéens. La présence simultanée de ces deux g*roupes de poissons, dont le dernier manque totalement dans les étag*es inférieurs à la craie, et dont le premier comprend seulement des g^anoïdes rhombifères de la famille des Lépidostéides, lesquels ont présenté leur maximum de développement dans l'époque jurassique, et dont l'un des g*enres, V Aspidorhynchus, n'avait été découvert] usqu'alors que dans les terrains jurassiques, oblig-e à classer la couche dont ils proviennent dans les terrains crétacés. En même temps la fréquence des téléostéens tend à reporter ce classement vers la partie supérieure des mêmes terrains.
D'après ces données, M. Ag'assiz a considéré la couche en question comme appartenant à l'étag'e Senonien de D'Orbig-ny, lequel comprend la partie supérieure de l'étag'e de la craie tuffeau et celui de la craie blanche ou chalk d'Ang*leterre, craie antérieure à l'étag'e de la craie supérieure. Ce dernier étag-e renferme les calcaires de Maestricht, contenant des reptiles du g'enre Mosasaurus.
Or précisément des couches marines crétacées, contenant des ossements de reptile du même g'enre, ont été trouvées au bord du Rio Aquiry, un affluent du Rio Purus, dans la vallée de l'Amazone, et elles y ont été examinées par M. Ghandler. M. Ag'assiz [Journcy in Drazil) admet que ces couches crétacées forment la base sur laquelle reposent les terrains de la vallée de l'Amazone, et alors, par suite de cette position, il rapporte ces derniers à l'époque tertiaire.
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84. — Ainsi donc nous venons de suivre les couches crétacées, depuis la partie la plus élevée et la plus métamorpliique du plateau de Minas-Geraes vers les sources du Rio de San- Francisco et du Rio das Velhas, dans toute l'extension du bassin du San-Francisco et des deux côtés de ce bassin. Nous les avons vues se perdre à l'ouest et au nord ouest sous les couclies tertiaires formant les plateaux qui séparent ce bassin et la province de Piauhy, et de là se prolong^er vers le Céara, puis dans le val de l'Amazone jusqu'au Rio Purus, où elles apparaissent de nouveau, toujours sous la grande formation des g'rès tertiaires. De ce point, en rejoig'nant les x\ndes tant à l'ouest qu'au sud-ouest, nous verrons les couches crétacées se présenter de nouveau avec des caractères très-semblables aux précédents, et couvrir tous les versants orientaux des Andes, où elles se montrent parfois élevées à des hauteurs de 4 000 mètres. Dans son ouvragée intitulé : Pétri jîcaiions recueillies en Amérique imr MM. Alex, de Humboldt et Ch. Degenhart, Rerlin, 1839, De Ruch établit que la formation crétacée domine dans les Andes Equatoriales au moins jusqu'au parallèle de Cuzco. Il sig-nale l'abondance des fossiles, notamment celle du Pecten alatus, lequel constitue, pour ainsi dire, des couches entières et peut être reconnu sur une long*ueur de plus de 250 lieues, à Montan et dans les montag-nes de Guanca- Velica. Ces pectens sont, dit-il, dans un g'rès quartzeux calcarifère à gTain fin. Ce gTès est donc en tout semblable aux macig*nos à huîtres que j'ai sig'nalés sur les bords du Rio Abaétlié, dans le bassin du San-Francisco, et ce sont des couches marines analog'ues. A ce sujet, je ne puis me dispenser de faire remarquer que De Ruch est arrivé, pour la rég'ion des Andes, à une conclusion identique à la mienne, en assimilant ces roches fossilifères aux roches métamorphiques métallifères des mêmes régnons. D'après lui le même gTès fossilifère, passant au quartz compacte à Gualg'ajoc et s'y charg^eant de minerais d'arg-ent, y est exploité, et sur ce point toutes les traces de fossiles n'ont pas disparu, car le minerai se montre jusque dans l'intérieur des coquilles. Les Ammonites, les
Pectens et les Trig'onias sont les fossiles les plus abondants des terrains crétacés de ces rég-ions. Plus loin, il dit encore : « Il paraît donc certain que, d'après les pétrifications les plus « caractéristiques, et d'après les relations de M. de Hum- (( boldt, toutes les formations secondaires des Andes depuis a le g*olfe du Mexique jusqu'à Guzco, ou depuis le 10" deg*ré (( de latitude nord jusqu'au 15^ deg*ré de latitude sud, doivent « être rang"ées dans la formation de la craie. Il s'ensuit que (( toutes les couches de houille de Zipaquira, de Tausa et de (( Rio Lucio, près de Popayan, sont de cette formation, et que (( les montagnes entières de quartz observées par M. de Humboldt, (( entre sept et huit degrés de latitude méridionale^ ne peuvent être re- « gardées que comme formées de ce même grès changé et consolidé (( jmr les agents souterrains. » D'après le même auteur, la présence du Pecten alatus au sud et au-delà du ving't-cinquième parallèle, dans les montag'nes de Gopiapo au Chili, fait voir que la même assise crétacée s'est prolong-ée au sud. Il faut remarquer en outre la présence parmi les fossiles, près de Santiag*o du Chili, de la Pholadomya occidentalisa recueillie par Peutland, comme dans le sable vert de la Delaware, et ce fait établit encore une contemporanéité avec les dépôts semblables de l'Amérique du nord.
Toutefois les opinions de De Buch au sujet de l'âg'e crétacé d'une partie de ces roches ont été combattues. Pour lui, les roches de l'étag^e jurassique manquaient complètement dans les deux Amériques. Mais ultérieurement l'examen fait par MM. Bayle et Coquand, des fossiles rapportés des environs de Coquimbo et d'autres points du Chili, aussi bien que celui d'autres fossiles envoyés par M. Domeyko, a déterminé ces deuxpaléontolog'istes à rapporter à l'étag'e jurassique et même à la base de cet étag-e, à la période du lias, les divers fossiles et entre autres le Pecten alatus de De Buch, considéré par ce dernier comme caractéristique de l'époque de la craie. L'opinion de MM. Bayle et Coquand est fondée sur l'identité de ving*t-deux espèces, parmi les quarante-trois décrites dans les g*isements en question, avec des fossiles des couches juras-
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siqiies de l'Europe, depuis le deuxième étag-e du lias jusqu'au Goral-Rag' ; et par suite cette circonstance devrait faire considérer les autres espèces comme contemporaines de cette époque. Une telle ressemblance entre deux faunes si éIoig*nées est certainement de nature à étonner, et De Bucb, en 1852, a vivement attaqué les conclusions de MM. Bayle et Goquand, en s'efforçant de démontrer que les ressemblances annoncées par ces derniers proviennent du doute même jeté par l'état des échantillons sur leur détermination précise. Pour lui, il n'y aurait qu'une seule espèce, le Spirifer iwnidus, incontestablement identique aux formes de la période jurassique de l'ancien continent.
Si on acceptait cette dernière opinion de De Bucb, certainement une seule espèce ne suffirait pas pour faire reporter tout le gToupe jusqu'à l'époque jurassique. Une espèce a parfaitement bien pu vivre pendant une période plus long-ue dans l'Amérique du sud qu'en Europe, et s'y trouver mêlée avec des formes crétacées et appartenant à cette dernière période. En tout cas, l'opinion de De Bucb d'après laquelle il n'y a pas, pour tant d'espèces, identité avec des formes européennes, me paraît plus probable que l'opinion opposée. Mais, par la même raison aussi, il est difficile de pouvoii* affirmer d'une manière positive la correspondance certaine des dépôts des Andes en question avec l'une quelconque des formations de l'époque secondaire. Ainsi, même en admettant l'opinion de De Bucb, sur la non-identité des fossiles, il resterait indéterminé si les dépôts en question appartiennent à l'époque jurassique ou à l'époque crétacée.
Suivant la ressemblance plus ou moins gn^ande des formes des divers fossiles trouvés sur les versants des Andes, dans leur partie sud, soit avec des fossiles jurassiques, soit avec des fossiles crétacés, les diverses coucbes examinées ont été placées les unes dans la première formation, les autres dans la seconde. Ainsi, M. d'Orbig^ny, en examinant les fossiles envoyés par M. Domeyko et ramassés dans la cordillère de Goquimbo, trouva que les uns sont jurassiques, les autres
crétacés. Mais la distinction des deux formations au point de vue stratigraphique fut laissée par lui complètement en doute. Toutefois, d'après M. Darwin, qui a lui-même étudié les dépôts du Chili sur place, les fossiles rapportés ainsi aux deux formations, par suite de ressemblances plus ou moins g-randes de formes avec les fossiles spéciaux des formations crétacées et jurassiques de l'Europe, se trouvent en réalité dans les mêmes couches, et ce savant déclare être arrivé sur ce point à une certitude complète. Ainsi, pour lui, les spirifers, les térébratules, les huîtres et gTyphées, les hippurites, les peig'nes, les nautiles et les turritelles se trouvent tous réunis dans le même dépôt, qu'il considère alors comme intermédiaire entre les époques jurassiques et crétacées et auquel il a donné le nom de crétacéo-oolithique. Il est dig*ne de remarque que M. Meyen, dans un voyag-e de Valparaiso au volcan de Maypo, a ramassé de nombreux fossiles, étudiés plus tard par De Buch, dans des couches presque verticales de calcaires et à 2 800 mètres au-dessus du niveau de la mer. Dans ces calcaires, s'est montré le même mélang-e de formes rapportées par quelques auteurs les unes aux espèces crétacées et les autres aux jurassiques. Ces observations confirment donc pleinement les idées de Darwin à cet ég^ard.
85. — Quand nous voyons que des formes org-aniques ayant encore aujourd'hui des représentants vivants des mêmes g'cnres ou familles ou ordres dans d'autres parties du monde, ont disparu de l'Europe à des âg-es g-éolog'iques plus ou moins éloig'nés de nous, comme, par exemple, dans les mammifères, l'ordre des Didelphes, aujourd'hui limité à l'Australie, dont il constitue presque entièrement la faune mammifère, et aussi à rAmérique méridionale, ou, dans les vég"étaux, la famille des cycadées, etc., nous avons incontestablement la preuve que les mêmes g-enres, familles ou ordres ne disparaissent pas simultanément dans des contrées éloig^nées les unes des autres, quoique, dune manière g'énérale, l'étude de la paléontolog'ie stratigraphique nous ait fait voir une certaine tendance des mêmes formes à se montrer contemporai-
r,Éor,or,iE du hrésif.. 187
nés. Si je cite ici ce fait relatif à des formes encore existantes, c'est pour rendre l'exemple plus frappant; mais déjà, depuis l'accroissement de nos connaissances en paléontologue, on aperçoit, entre les diverses rég-ions, des difîerences notables dans les époques d'apparition et de disparition des formes et on tend de plus en plus à reconnaître des distinctions spécifiques entre les mêmes formes g'énérales, constatées dans deux pays lointains. Il ne faut pas perdre de vue d'ailleurs que si nous avions étudié dans leur état vivant ces êtres d'espèces éteintes, il y a un nombre considérable de caractères par lesquels nous aurions pu les disting-uer et qui se sont effacés dans leurs restes plus ou moins incomplets. Aussi dans beaucoup de cas où des fossiles de régions lointaines peuvent nous paraître identiques d'après leurs restes, nous aurions sans doute disting'ué deux espèces voisines, il est vrai, mais distinctes, si nous avions pu les observer vivants. On doit donc se tenir fortement en g^arde contre l'assimilation complète à laquelle on est tenté d'arriver pour considérer comme une seule et même espèce deux fossiles provenant de rég-ions éloig-nées. Il faut pour une telle assimilation des écbantillons très-parfaits, très-complets, et de ceux surtout dans lesquels les petits détails de la structure primitive ont été complètement conservés. Or, si on peut souvent assez bien reconnaître les g-enres, dans les coquilles surtout, par la forme g^énérale de frag'ments ou d'échantillons incomplets, on peut certainement beaucoup se tromper dans les déterminations spécifiques, et on ne saurait être trop réservé dans la question des assimilations spécifiques des spécimens des contrées éloig'uées, puisque par cela seul qu'elles étaient trèsdistantes, on est déjà presque sûr de l'existence d'une différence, c'est-à-dire il existe une probabilité très-g'rande en faveur d'une différence spécifique. Par conséquent, il faut des preuves irrécusables sur des échantillons parfaits, et des conditions où aucune contestation ne soit possible, pour pouvoir admettre l'identité spécifique entre deux fossiles de contrées distantes. S'il y a la moindre contestation
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possible, on peut déjà admettre une différence d'espèce. Ce sont ces considérations rationnelles qui me font admettre l'opinion de De Buch, contrairement à celle de MM. Bayle et Coquand, dont j'ai parlé plus haut. Quand même leur assimilation de vingi-deux formes sur quarante-trois avec des formes européennes, assimilation évidemment inadmissible et contestée fortement par De Buch, renfermerait du vrai pour trois ou quatre espèces, cela ne suffirait pas encore, à une pareille distance de l'Europe, pour établir d'une manière irrécusable la contemporanéité avec les dépôl s jurassiques de cette dernière contrée, car nous venons de voir aussi qu'en pareil cas l'identité spécifique ou g"énérique ne suffit pas elle-même à établir la contemporanéité, Rien ne prouve, en effet, que des espèces jurassiques marines apparues en Europe au commencement de cette période dans des réglions européennes alors sous les eaux, aient apparu en même temps dans les diverses rég-ions du continent américain, lequel était peut-être alors hors des mers; et d'un autre côté, ces espèces peuvent au contraire avoir fait leur apparition sur des points de ce dernier continent descendus sous les mers à la fin de l'époque jurassique et y avoir vécu pendant toute l'époque crétacée, quoique diverses causes les aient fait disparaître des mers européennes pendant cette dernière époque.
86. — Les considérations précédentes montrent combien est g-rande la difficulté de fixer l'âgée exact des couches secondaires de l'Amérique du sud, par rapport aux dépôts européens; et, quand des difficultés pareilles existent pour la rég-ion du Chili, où on a découvert de nombreux fossiles, combien plus g-randes encore se présentent ces difficultés pour les couches secondaires du Brésil! Nous avons, dans ce qui précède, indiqué ces dernières couches comme crétacées, d'après l'analogue de leurs fossiles avec ceux de cette époque; mais, en réalité, la difficulté est la même que pour le Chili. Ainsi, parmi les poissons trouvés par Gardner au Ceara, se trouve, comme nous l'avons vu, un Âspidorhynchiis, et ce g^enre est
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précisément particulier aux terrains jurassiques; mais il se se trouve avec des poissons téléostéens se rapportant aux types de l'époque crétacée. Nous avons donc de fait, en ce point, dans la même couche et entre des formes pouvant être rapportées aux deux époques, le mélangée précisément sig-nalé par Darwin dans les dépôts du Chili. Incontestablement, les macig-nos avec huîtres, d'un type intermédiaire entre les huîtres proprement dites et les g^ryphées trouvées près de l'Abaéthé, aussi bien que les calcaires avec Pollicipes dontj'ai parlé précédemment, ne peuvent, à l'aide de ces seuls fossiles, être placés sûrement dans l'époque crétacée, mais ils peuvent être aussi reg'ardés comme contemporains des dépôts du Chili. Quant au dépôt d'eau douce observé par moi à Eng'enho, sur la rive droite du S. Francisco, il appartient, conmie j'ai pu m'en assurer, à la partie supérieure de l'étag'e secondaire, car il repose sur des couches puissantes de calcaire compacte, et disparaît sous les g*rès supérieurs. Par la nature de ses fossiles, il se rapproche beaucoup des dépôts d'eau douce des environs de Bahia, étudiés avec beaucoup de soin par MM. Hartt et Allport, et rapportés par eux à la période crétacée. M, Hartt les suppose de l'étag'e inférieur au Gault, c'est-à-dire du terrain néocomien. Mais ces terrains de Bahia reposent, comme l'a fort bien remarqué M. Pissis, et comme je m'en suis assuré dans mon dernier voyag-e, sur des couches marines; et M. Pissis compare ces dernières aux dépôts marins des côtes du Chili qu'il a eu occasion de visiter sur place, aussi bien que les couches de Bahia.
« Les couches que l'on rencontre près de Bahia, dit-il, « peuvent se diviser en deux gToupes : les unes, voisines de " la côte, renferment des débris d'animaux marins et occu- « peut la partie inférieure; les autres, appartenant à une '( formation d'eau douce , se montrent dans le fond de la « baie, entre le Rio de S. Amaro et Gaxoeira. Des g-rès arg'i- « lifères, g-ris verdàtre, à gTain plus ou moins fin et renfer- (( mant un gT-and nombre de coquilles, parmi lesquelles on (t remarque surtout des peig^nes, des cythérées et des huîtres,
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« constituent, avec quelques couches subordonnées de sable « quartzeux, la partie inférieure. Ces grès, qui ont la plus « g'rande ressemblance avec ceux qui se montrent sur la (( côte du Chili, près de la Conception, forment à eux seuls « toute l'île d'itaparica, l'île de Mare et le petit archipel qui '( se trouve dans le fond de la baie, quelques lieues avant « San-Francisco. On les voit encore auprès de Bahia, com- « posant la petite butte de Montserrat. Ils sont en couches (( inclinées et reposent sur un cong^lomérat de roches cris- <( tallines, parmi lesquelles on remarque une g'rande quan- « tité de diorite sans délit, en frag-ments roulés et ressem- « blant au premier coup d'œil à des g'alets de basalte. » Ailleurs, M. Pissis donne aux couches inclinées de Montserrat la direction N, 15° E., avec le plong-ement dirigée vers l'est sous une inclinaison d'une dizaine de deg-rés. Dans les couches supérieures de la même colline, M. Allport a déjà remarqué la formation d'eau douce, ce qui avait échappé à M. Pissis; et cette formation supérieure, consistant en bancs schisteux, alterne avec des bancs de gTès contenant les mêmes espèces fossiles. « En remontant la rivière de Santo-Amaro, « continue ensuite M, Pissis, on voit ces g-rès s'abaisser suc- « cessivement, et ils sont bientôt remplacés par une couche « d'argùle jaunâtre qui disparaît un peu plus loin sous des (( marnes noirâtres que les habitants nomment massapé. Ces « marnes forment la partie inférieure du terrain d'eau douce « et supportent des couches de marnolithe jaune ou verdâtre « se délitant en frag'ments conchoïdaux et entièrement seni- « blables à celles du bassin de la Limag'ne. » M. Pissis ajoute encore que ce dépôt d'eau douce renferme quelques couches de calcaire marneux et présente sur quelques points des couches subordonnées de lig*nite.
Les couches d'arg'ile, de marne et de marnolithe dont parle ici M. Pissis, sont avec raison classées par lui dans le terrain d'eau douce, et M. Allport, sans les définir d'une manière aussi exacte et relater leur caractère litholog-ique comme M. Pissis, y a trouvé, ainsi que M. Harlt, de nom-
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breux fossiles établissant leur caractère de dépôts d'eau douce. Les coquilles trouvées dans ces couches sont des Unio, des PalmUna, des Melania, des Planorbis et de nombreux crustacés du g"enre Cyjiris. M. Allport y sigmale ég^alement du lig'nite disséminé, comme l'avait déjà fait M. Pissis. Mais avec ces fossiles ont été trouvés, par MM. Hartt et Allport, des restes de poissons et de sauriens, et ceux-ci joints aux précédents ne peuvent laisser de doute sur l'àg'e de ce dépôt supérieur d'eau douce comme appartenant à l'époque secondaire. Par conséquent, à plus forte raison, il en est de même du dépôt marin inférieur rapporté par M. Pissis à l'époque tertiaire. Au sujet des restes de poissons, M. Allport dit: « En ce qui concerne les restes de poissons, sir P. Eg'erton, Bart., F. G. S., à qui les spécimens ont été soumis, a reconnu que les écailles trouvées sont celles d'un Lepidotus. L'espèce paraît être nouvelle; celle dont elle s'approche le plus est une espèce non décrite, provenant de la pierre lithog'raphique de Pappenheim (oolithe moyenne). De nombreux ossements de poissons ont été trouvés associés avec les écailles, et probablement la plus gTande partie appartient aussi au Lepidotus. Mais ceux-ci, ainsi que les dents et les os des Grocodiliens, qui sont ég"alement communs dans ces arg*iles de Montserrat et de la Plataforma, n'ont pas encore été examinés systématiquement. Le professeur Owen, dans un aperçu rapide sur les g'randes vertèbres fig-urées à la pi. XVII [Quarteiiy Journal geologkal Societi/, vol. XVI, part. 3), a pensé que ce doit être la vertèbre dorsale d'un reptile Dinosaurien allié au Meg'alosaurus. » La présence certaine de reptiles Dinosauriens, lesquels sont de l'époque jurassique, mais surtout de l'étag'e inférieur du terrain crétacé ou terrain wealdien, serait incontestablement un puissant argamient en faveur de l'hypothèse rapportant le terrain en question à la base de l'étag'e crétacé. Je ne peux donc me dispenser de relater ici que des restes ég'alement attribuables à une espèce de ce même g-roupe de reptiles ont été trouvés par M. Hartt à la Plataforma, à peu
de distance du même point de Montserrat, et ces restes ont été découverts conjointement avec des os et des dents de Grocodiliens, avec des écailles de Lepidotus et d'autres poissons, et avec des coquilles d'Unio, de Planorbe, de Melania et de Paludines, dans la continuation de la même couche où M. Allport a trouvé les fossiles dont j'ai parlé plus haut. Les restes en question, ég'alement attribuables à un Dinosaurien, consistent en un frag'ment d'os dont le professeur 0. G. Marsh, de Yale Golleg-e, a donné la description dans VAmericaii Journal of science and arts (mai 1869), et qu'il considère comme l'extrémité d'une côte. « Ge frag'ment, dit-il, est trèsfortement aplati à l'extrémité articulaire , et devient gTaduellement conique vers l'extrémité brisée, qui est un peu triang-ulaire à sa section. Sa long-ueur est d'environ 4 pouces, le diamètre transversal de l'extrémité parfaite est de 2 pouces et demi, et celui de l'autre bout 1 pouce et \ quart. L'extrémité la plus larg'e est divisée en deux facettes articulaires situées obliquement l'une à l'autre, la plus petite étant élevée d'environ un demi-pouce au-dessus de l'autre, et couvrant environ le tiers de la totalité de la surface terminale, ou même plus. Par sa forme et ses proportions g'énérales, ce spécimen n'est pas sans relation avec l'extrémité supérieure d'une côte dorsale de droite de quelqu'un des cro(3odiles amphicœliens , spécialement en supposant une côte dans laquelle la tête et le tubercule se seraient si intimement rapprochés l'un de l'autre que leurs surfaces articulaires seraient à peu près coniig'uës. Toutefois, les dimensions et les autres caractères du spécimen semblent l'exclure de cet ordre, et il appartient probablement à un reptile Dinosaurien, peut-être le même que la g*rande vertèbre de Montserrat fig-urée par M. Allport dans son mémoire, et dont le professeur Owen a pensé prouver l'alliance avec le Még^alosaure. »
On voit par les citations précédentes que les spécimens en question ne peuvent pas établir avec certitude l'existence de Dinosauriens, quoiqu'elle soit cependant probable. Les autres
ossements de reptiles trouvés par M. Hartt ont été reconnus par M. Marsh, l'un comme ayant appartenu à une tortue, et les autres à deux espèces de Crocodiliens, l'une très-g*rande, dépassant par sa taille les Crocodiliens actuels, et paraissant être, quoique connue par une dent seulement, une espèce nouvelle à laquelle M. Marsh a donné le nom de Crocodilus Harttii; et l'autre espèce, plus petite, paraissant s'éloig*ner moins fortement des g*avials actuels. Le même auteur lui a donné le nom de Thoracosaurus Bahiensis . Cette seconde espèce est ég-alement connue seulement par des dents. Ces Crocodiliens, si imparfaitement connus d'ailleurs, peuvent être rapportés à l'époque jurassique, aussi bien qu'à l'époque crétacée ou même tertiaire, et par conséquent ils ne peuvent servir pour fixer l'àg'e précis du terrain en question. Au sujet du Crocodilus Harttii, M. Marsh dit que la dent trouvée par M. Hartt ressemble au Crocodilus antiquus de Leidy, lequel provient du terrain miocène de Virg'inie, et est par conséquent de l'époque tertiaire; mais il lui trouve une ressemblance plus g^rande encore avec une nouvelle espèce découverte par lui-même à Squankum, New-Jersey, dans le sable vert tertiaire, et qu'il se propose de décrire sous le nom de Thecocampsa Squankensis . Le Crocodilus Harttii, ajoute-t-il, a à peu près les mêmes proportions et les mêmes stries dentaires que cette dernière espèce, mais le bord coupant de l'espèce de New-Jersey est plus proéminent et s'étend à peu près ou tout près de la base de la couronne. Ces deux espèces, d'ailleurs, paraissent avoir eu à peu près la même taille, toutes les deux étant considérablement plus g-randes que les crocodiles actuels.
Ces dernières informations ne sont pas incontestablement de nature à faire attribuer une très-haute antiquité aux restes en question. Il en est encore de même du peu que l'on sait sur les restes de poissons trouvés par M. Hartt, à Plataforma, près de Bahia et de Montserrat. Il y a été trouvé, dit-il, quelques spécimens très-parfaits de poissons téléostéens, et en outre une mâchoire de poisson du g-enre Pisodus, lequel
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g'enre appartient bien aux Ganoïdes rhombifères, tribu des Pycnodontes homocerques de Pictet; mais ce g-enre a été découvert dans l'arg'ile de Londres, et par conséquent existait encore à l'époque tertiaire. Enfin, n'oublions pas que, dans ces mêmes dépôts d'eau douce de Bahia, ont été trouvées des écailles et des dents de Lepidotus conjointement avec des Planorbes et des Paludines, c'est-à-dire une association de fossiles des mêmes g-enres que ceux d'Engenho, dans le bassin du San-Francisco. Il y a donc lieu de considérer ces dépôts d'eau douce comme à peu près de la même époque.
Ce dépôt d'eau douce à Bahia repose sur un dépôt marin, d'après la remarque très-exacte de M. Pissis. A mon passage dans cette dernière ville, lors de mon retour du San-Francisco, les fièvres dont j'étais atteint m'ont empêché d'étudier cette intéressante baie avec le soin que j'aurais désiré y mettre; mais j'ai reçu de l'île d'Itaparica des frag'ments de g"rès marneux avec empreintes de Pecten, et ce fait me confirme l'existence de la formation marine inférieure sig*nalée par M. Pissis. Ces Pectens sont identiques à d'autres trouvés par moi dans un grès marneux à Pernambuco, à 2 lieues ouest d'Olinda, dans une couche ég'alement de g"rès marneux, et avec lesquels j'ai trouvé conjointement plusieurs coquilles univalves des g*enres Gerithium, Gardium, Natica, une ammonitide me paraissant se rapporter au g-enre Gératite, de nombreuses coquilles de bivalves, comprenant plusieurs espèces voisines des Vénus, et enfin un inéquivalve, ne pouvant g'uère être rapporté qu'au g"enre Inoceramus.
87. — Dans la province de Serg"ipe, M. Hartt a ég'alement trouvé des dépôts fossilifères marins appartenant évidemment à la même formation. Il y cite des ammonitides (Ammonites et Gératites de plusieurs espèces, quelques-unes de g-rande dimension), un Natica, des Inoceramus, et en outre un échinoderme , adressé ultérieurement à M. Nicolay et appartenant au g-enre Gidaris. Dans ces mêmes régnons, il a aussi trouvé des poissons téléostéens. Les fossiles rapportés par lui de Maroïm (province de Sergipe), ainsi que d'autres
spécimens donnés au même auteur par M. Adolplic Laué et provenant de la même localité, ont été étudiés par M. Alphens Hyatt de Salem. D'après lui, la Natica trouvée par M. Hartt est identique à la Natica prœlonga de Leymerie, appartenant à l'étag'e néocomien inférieur. Cette dernière espèce a été trouvée en Europe, à Thieffrain et Vandœuvre, et dans la Colombie sur le Rio Suba, un des affluents du Rio Suarez, par M. Roussing^ault, et elle est ég-alement alliée à la Natica Pierdenalis de Rœmer, récoltée au Texas. Cette identification est incontestablement d'un très-g'rand intérêt. Parmi les Ammonitides, il disting'ue deux Cératites, l'une qu'il assimile à la Cératites ou Ammonites Pierdemdis de De Rucli, trouvée au Texas, en déclarant la ressemblance la plus complète; l'autre, considérée par lui comme une espèce nouvelle et décrite sous le nom de Cératites Harttii. Il décrit ensuite sept espèces d'ammonites, parmi lesquelles il reconnaît Y Ammonites Periwia-nus de De Buch, appartenant à la rég'ion des Andes. Suivant lui, toutes les ammonites du Brésil soumises à son examen sont soit identiques, soit si intimement alliées avec les espèces déjà décrites pour les lits crétacés du Texas par Rœmer et autres, qu'on ne peut pas les en séparer sûrement, et il conclut par le parag^raphe suivant :
(( La présence d'espèces aussi bien caractérisées que la « Natica prcelonga, Y Ammonites Periœianus au Brésil et au (( Texas , et peut-être d'autres espèces du côté oriental et « occidental de la chaîne des Andes et des montag-nes Ro- « cheuses, indique une connexion entre les deux versants, « soit à travers l'isthme et à l'ouest du Brésil, quand un « océan crétacé baig-nait encore toute la portion nord de « l'Amérique du sud. Ces faits, quand on les considère en « connexion avec la découverte d'un fossile du g-enre Anan- « cki/tes (1) sur l'isthme lui-même, comme il a été rappelé par « M. Alexandre Ag'assiz , ont une portée directe au sujet « d'une importante question.
(1) Ces échinodermes appartiennent exciusivemenl à l'époque crétacée.
« Les expéditions du Goast Survey, comme le savent fort
< bien aujourd'hui tous les naturalistes, ont établi le fait ( d'une remarquable similitude entre la faune présente des
mers profondes et les espèces des g*enres crétacés; et il a été bien démontré que les animaux de la surface, c'està-dire du littoral, étaient plus ou moins représentés par des espèces identiques ou alliées, du côté de l'isthme répondant ( au Pacifique. Alors s'est élevée la question de savoir si, ( oui ou non, les formes alliées ou identiques sont les descen- ( dants des espèces du g'olfe, lesquelles auraient émig'ré à
< travers quelque ancien canal postérieurement fermé par ( le soulèvement de la bande de terre formant l'isthme de
< Darien. De fait, le premier pas vers la solution de ce pro- ( blême était de prouver l'existence d'un canal ayant fourni, ( à quelque période antérieure, un libre passag'e aux ani- ( maux marins. Ceci donne un g-rand intérêt aux faits tels ( que le précédent , et paraît confirmer la conclusion de
M. Alexandre Ag-assiz, d'après laquelle, pendant la période
crétacée, le g^olfe du Mexique et l'océan Pacifique auraient
été réellement des mers continues. »
88. — Incontestablement, en comparant toutes les données rapportées précédemment, on ne peut douter de l'identité de la formation marine secondaire à Bahia, Serg'ipe et Pernambuco. Quelques indications que l'on possède sur Alag-oas se trouvent en conformité pour établir la presque continuité de cette formation. Les couches de cette même formation se trouvent relevées souvent suivant la direction g'énérale de la côte, c'est-à-dire le N.-N.-E. Cette direction, notée par moi en 1859 pour les dépôts de Pernambuco, est celle que M. Pissis a donnée pour Bahia et M. Hartt pour Maroïm. Cette identité des directions semble en outre indiquer une dislocation vers la même époque et en vertu des mêmes phénomènes. A Bahia, comme nous venons de le voir, les recherches de MM. Hartt et Allport ont établi l'existence de dépôts d'eau douce sur les couches marines, sans doute par suite de la formation de lacs d'eau douce près de la côte; et c'est à
très-peu près sous le même parallèle, de l'autre côté de la bande (les g'neiss, non recouverte par la mer crétacée et formant encore aujourd'hui la première terrasse du continent, laquelle devait être hors des eaux aux époques jurassiques et crétacées, que se montre le dépôt d'eau douce, ég*alement supérieur à une puissante formation secondaire, probablement marine, dépôt dans lequel j'ai trouvé des fossiles à Eng*enlio, comme si cet autre point était alors le rivag*e opposé à celui de Bahia. APernambuco, je n'ai pas remarqué de formation d'eau douce supérieure à la formation marine, et je n'ai pas connaissance d'indications de cette formation dans les provinces du nord. Au sud, dans les provinces de Espirito-Santo et Rio-de-Janeiro, la formation secondaire marine semble elle-même manquer, car on ne l'a pas encore sig-nalée. La grande arête de g-neiss bordant la côte nord du Brésil paraît donc avoir été inclinée du sud vers le nord plus fortement à cette époque qu'aujourd'hui. Elle se serait plutôt abaissée au sud et relevée au nord depuis cette époque, de manière à faire disparaître au sud sous la mer la formation d'eau douce côtière qui aurait pu s'y former, et ne laisser voir nulle part de formation marine. La lig-ne à partir de laquelle devait se faire cette inclinaison du sud au nord devait être alors une lig*ne plus ou moins oblique, joig'nant le plateau de Barbacena au g-rand plateau Bolivien ; mais l'intérieur du continent était moins élevé qu'aujourd'hui, et la g'rande terrasse centrale, laquelle domine aujourd'hui la formation de g-neiss qui la borde, était alors beaucoup plus basse que cette dernière, et les eaux de la mer la couvraient presque entièrement. Ce puissant dépôt secondaire, tout paraît l'indiquer d'ailleurs, a dû se former pendant au moins une gTande partie de l'époque crétacée, et a peut-être commencé dès l'époque jurassique, au moins dès la période oolithique. Peu de perturbations auront eu lieu dans ces immenses rég'ions pendant cette long-ue durée, et parla s'explique comment les espèces du commencement de la période ont pu continuer d'exister et se mêler aux espèces postérieures, de sorte que, suivant la très-judicieuse
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remarque de Darwin, confirmée, comme nous l'avons vu, par l'union d'espèces jurassiques et crétacées dans les divers dépôts du Brésil, les deux époques ne sont pas nettement séparées comme en Europe. On conçoit ainsi parfaitement la difficulté et le doute des classements , et cette circonstance justifie pleinement le nom de formation crétacéo-oolithique donné par Darwin à ces vastes dépôts. Sans nul doute, ce nom convient à l'ensemble du dépôt en question, mais il ne doit pas être pris dans l'acception restreinte d'époque intermédiaire aux deux autres. Probablement, quand, dans ces rég'ions, de nouvelles découvertes paléontolog-iques auront fourni des bases plus sûres, on reconnaîtra des différences entre les couches inférieures et supérieures de la série, lesquelles, évidemment, ne peuvent être contemporaines. Mais tout paraît déjà indiquer l'absence de différences trèstranchées entre les espèces contemporaines de divers points, et la même espèce devra parfois se trouver souvent dans l'ensemble de toutes les couches, tandis que d'autres espèces les différencieront plus ou moins complètement.
Les divers pays de la Colombie présentent, dans leurs fossiles connus, de g-randes analogies avec le Texas; et la formation crétacée paraît y dominer, comme dans l'Amérique du nord, où la formation jurassique est très-peu développée. Or l'Amérique du nord présente, relativement à l'âg-e relatif de ses diverses couches, des difficultés tout à fait analog-ues à celles de l'Amérique du sud. Il semble que les deux Amériques, si semblables par leurs g-rands plateaux intérieurs et par leur g-rande arête sur la côte du Pacifique, ont été, dans leurs variations successives de niveau, assujetties à des phénomènes contemporains, du moins relativement à leurs traits les plus saillants, comme si la g-rande chaîne de montag-nes par laquelle elles sont unies avait empêché l'existence d'une multitude de perturbations secondaires différentes d'un lieu à l'autre. Tous les efforts paraissent s'être concentrés, pour ainsi dire, sur cette g*rande arête dont l'orignne remonterait même avant l'époque secondaire, pour aller en croissant jus-
qu'à notre époque, où un puissant travail souterrain s'effectue encore.
Ajoutons que, sur la partie nord de la côte orientale du Brésil, de Baliia à Pernambuco, une puissante formation de g'rès constitue, au-dessus du terrain secondaire, des couches horizontales creusées par la dénudation, exactement comme sur le plateau central de l'Empire. Cette circonstance achève d'établir l'identité entre l'âg-e des dépôts de la côte et ceux de l'intérieur.
89. — L'existence de lig^nites dans le dépôt secondaire dont nous venons de parler, s'est fait remarquer, en un assez g*rand nombre de points, dans les couches argileuses subordonnées aux schistes, gTès et calcaires de ce dépôt. Nous les avons déjà citées à Bahia. J'ai ég'alement rencontré, près de Pernambuco, des lig'nites disséminées dans des arg^iles interposées entre les calcaires ou reposant sur eux. On en a en outre sig'nalé sur beaucoup d'autres points; mais, comme il en existe aussi dans le dépôt supérieur et probablement tertiaire, on ne peut, quand manquent les données précises sur le g-isement, les rapporter au dépôt que nous venons d'indiquer. Il y a aussi, comme nous l'avons déjà dit, des schistes bitumineux dans les couches de la formation secondaire. Je les ai cités dans la Serra de Sete-Lag-oas et près de Pitang-ui, M. Pissis en a sig'nalé à Tatui, dans la province de San- Paulo, et on en connaît sur beaucoup d'autres points. Sur les marg-es du Bio Marahii, près de Camamii, dans le sud de la province de Bahia, il existe des schistes bitumineux en contact avec des diorites et d'où suinte du pétrole. Ces schistes alternent avec des arg-iles bitumineuses jaunâtres et brunes, mêlées de sables, donnant une g*rande quantité de pétrole par la distillation et renfermant des frag^ments de feuilles et de racines indéterminables , et aussi avec des g-rès ferrugineux et des calcaires bitumineux. Dans quelques-unes de ces couches, se trouvent intercalés des frag'ments de lig'nites. Cette formation bitumineuse remplissant un bassin isolé, sur le bord de la mer, au pied de la terrasse de gmeiss
de l'intérieur, n'est probablement pas d'une g-rande antiquité et se rapporte peut-être à la période tertiaire. Les détails fournis par M. Nicolay et M. Hartt, qui ont visité cette rég-ion, sont trop insuffisants pour pouvoir en fixer l'âgée avec sûreté. Des frag*ments d'argnle bitumineuse que j'ai reçus de ce lieu ne semblent pas indiquer une g-rande antiquité, car on y trouve des racines et des portions dé feuilles en décomposition. J'ai aussi reçu du même point des frag*ments de diorites recouverts de lamelles de gypse. Ces frag-ments m'ont été sig*nalés comme provenant de la couche inférieure aux schistes bitumineux. Il paraît même qu'on a trouvé du succin avec les lig^nites intercalés dans ces schistes, et cette circonstance est aussi de nature à faire rapporter à l'époque tertiaire la formation en question.
90, — Toutefois, dans les parties plus australes du Brésil, c'est-à-dire, dans les provinces de Paranâ, Santa-Catharina et Rio-Grande du sud, des bassins houillers ont été trouvés entre la côte de l'Atlantique et la g-rande arête formée par les g*neiss relevés et constituant le bord de la g-rande terrasse continentale. On doit à M. Nathaniel Plant des études consciencieuses sur le g*isement houiller de la rivière Jag-uaraô au sud de la province de Rio-Grande. Ce g*isement couvre une surface d'environ 50 milles sur 30. Sa g-rande dimension court du nord au sud et il est situé dans les vallées du Jag-uaraô et de ses affluents, la rivière Gandiota et le Jag*uaraô-Xico. M. Plant a donné une coupe de ce dépôt en un lieu nommé Serra- Partida^ et il consiste en allant de haut en bas :
1° En une couche de grès ferrug'ineux d'une épaisseur trèsvariable suivant les points, atteig'nant parfois jusquà 60 mètres et au-delà. Dans d'autres localités, ce premier dépôt est presque entièrement enlevé par la dénudation. 2° Vient ensuite une couche de charbon arg'ileux d'environ 3 mètres d'épaisseur. Ce charbon est de qualité inférieure et brûle mal à cause de l'arg'ile mêlée avec lui. 3° Au-dessous, se montre une couche de g'rès friable mêlé d'une forte proportion de li-
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monite, et contenant ce minéral en frag-ments ocreux. i° Vient ensuite un lit de charbon bitumineux d'environ 1 mètre d'épaisseur. Ce charbon laisse encore une très-forte proportion de cendre. 5° Au-dessous de ce lit se montre une couche de 1" 50 d'épaisseur, composée d'une arg-ile schisteuse blanche contenant des quantités considérables d'impressions de petites plantes fossiles. 6° Vient ensuite une couche de charbon de 3"' 50 d'épaisseur. Ce charbon est de bonne qualité et utilisable. Un très-petit lit d'argùle bleuâtre le sépare d'une autre couche, inférieure à lui et de 5^50 d'épaisseur, d'un charbon encore supérieur en qualité à la couche reposant sur l'argûle bleue. Une nouvelle couche d'arg"ile bleuâtre de 3 mètres d'épaisseur et semblable à la précédente se montre sous ce charbon et le sépare d'une couche de houille de 8 mètres d'épaisseur de qualité tout à fait supérieure, et comparable au meilleur charbon deNewcastle. L'arg^ile bleue intercalée entre les trois bancs indiqués ci-dessus contient des traces de plantes fossiles, mais très-mal conservées et indéterminables. T^ Au-dessous de cette dernière couche de houille qui est la plus inférieure, apparaît une couche de carbonate de fer terreux et schistoïde, contenant de nombreuses traces de plantes fossiles, mieux conservées que les précédentes. Parmi ces plantes, on reconnaît plusieurs foug*ères, et des restes de Lycopodiacées arborescentes et de palmiers. Dans les frag*ments de ce carbonate que m'a donnés M. Plant, j'ai reconnu de petits g-rains de cuivre et d'antimoine natif. M. Garruthers, qui a examiné quelques-uns des débris fossiles contenus dans cette couche, y a décrit trois espèces sous les noms de Flemirigites Pedroanus, Odontopteris Plantiana et Nœggerathia obovota. La première est une espèce nouvelle spéciale à ce dépôt et pourrait être prise au premier aspect pour un Lépidodendrum, mais elle s'en disting'ue, dit iM. Garruthers, par ses écailles qui ne montrent pas d'impression pour des surfaces articulaires, et la base du pétiole reste attachée en permanence à la tig'e. Il est douteux toutefois que les petits corps aplatis considérés par M. Garru-
Ihers comme les sporang*es de cette plante lui appartiennent réellement. La seconde espèce est une foug-ère ég-alement nouvelle, spéciale au dépôt en question. Elle est associée à d'autres foug-ères des g-enres Glossopteris et Sphenopteris , reconnues par M. Plant qui m'a montré ses spécimens. La troisième espèce est un palmier. On trouve en plus des Calamités dans cette couche comme l'a fort bien sig-nalé M. Plant. Évidemment les diverses formes indiquées cidessus se rapprochent des formes connues dans les dépôts de l'époque houillière et dans ceux des houilles du trias et des dépôts jurassiques. Ainsi les g^enres Calamités^ Sphenopteris^ Glossopteris se sont montrés depuis l'époque houillère jusque dans ces derniers dépôts, et il n'est g'uère admissible qu'ils puissent être postérieurs à l'époque jurassique, surtout étant associés avec des g'cnres tels que VOdontopteris^ XelSœggerathia^ et des plantes lépidendroïdes paraissant plus anciennes encore. Il serait au reste prématuré de fixer, quant à présent, l'âg-e exact de ces dépôts en se rég-lant uniquement sur les quelques spécimens de plantes fossiles que nous possédons et en l'absence des fossiles animaux. Les flores paraissent avoir eu dans le temps une durée beaucoup plus g-rande que les faunes, et cela doit être puisque les formes vég'étales, quoique très-nombreuses, présentent en réalité plus d'unité que les formes animales. Or, quant à présent, les espèces trouvées dans la couche dont nous parlons sont différentes de celles des dépôts, soit houillers, soit jurassiques, des autres contrées explorées, et elles ont vécu à des distances immenses de ces dernières. Présentant donc à Ja fois, quant aux g'cnres^ des analog-ies avec la flore houillère et la flore jurassique des autres contrées, elles sont totalement insuffisantes pour fixer avec certitude leur contemporanéité rig^oureuse, soit avec l'une, soit avec l'autre. Des formes houillères ont pu se perpétuer dans ces contrées lointaines longtemps après l'époque houillère et s'y mêler à des formes postérieures, de la même manière que nous y voyons encore aujourd'hui les mammifères didelphes disparus des autres contrées, sauf
la rég-ion australienne, depuis l'époque tertiaire. Cette dernière conclusion, si elle ne peut être établie avec certitude, est toutefois probable, car d'une part les empreintes de plantes trouvées dans l'arg'ile blanche et bleue intercalées dans les dépôts de houille, rappellent des formes beaucoup plus récentes par leur aspect g-énéral, surtout des formes de feuilles de petites gTaminées, ayant probablement vécu dans des marécag'es, mêlées à d'autres formes indéterminables, restes de petites plantes terrestres ou aquatiques, monocotylédones ou dicotylédones. D'une autre part, comme nous le verrons plus loin, la position de ces bassins houillers et la faible inclinaison de leurs couches oblig^ent à les faire considérer comme postérieurs au soulèvement du bord du plateau continental du Brésil, et ce soulèvement semble contemporain de celui du plateau de la Bolivia, simple continuation du premier, et dans lequel on a trouvé, soulevées, des roches siluriennes, carbonifères et permiennes bien caractérisées par leurs fossiles. En réalité, donc, il semble difficile, dans l'état incomplet de nos connaissances sur les dépôts carbonifères de Rio-Grande du sud, de les rapporter à une époque plus ancienne que les terrains jurassiques inférieurs, ou au moins que le trias, et ce sont très-probablement des dépôts du commencement del'époque secondaire. 8'^ Au-dessus de la couche de carbonate de fer dont j'ai parlé en dernier lieu, se montre un lit de g^rès semblable à celui qui recouvre le dépôt total. Ce lit repose sur une couche de calcaire cristallin contenant de petits frag-ments de gTaphite disséminés dans la masse, et traversée par des veines de spath calcaire transparent, donnant par place de très-g-rands cristaux. 9" Au-dessous de ce calcaire se montre une couche de micaschiste, laquelle repose parfois sur une autre couche de calcaire cristallin très-noir et très-compacte contenant des veines et des cristaux de pyrites. Ces deux dernières couches, dont l'une, celle de calcaire, manque souvent, reposent sur des syénites. Ces dernières roches se montrent d'ailleurs sur tout le pourtour du bassin houiller du Jag'uaraô, où elles forment des chaînes de collines
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de 60 à 100 mètres de hauteur, dont les versants, du côté du bassin houiller, sont faiblement inclinés et disparaissent sous les couches de g'rès recouvrant les dépôts de houille.
« L'inclinaison g'énérale des couches houillères, dit M. Plant, est de cinq à dix deg'rés sud-ouest, et nulle part il n'y a, dans les strates visibles, de sig^nes de soulèvements ou de dislocations subséquentes à celles qui leur ont donné cette inclinaison.» II importe en outre de remarquer que des roches basaltiques ont été sig-nalées dans cette rég'ion. Nonseulement, j'ai vu moi-même à Rio-de-Janeiro des échantillons de basalte provenant de cette zone, mais M. Hull, dans le Quaterly Journal of science, a sig-nalé en 1864 un épanchement basaltique incliné s'étendant depuis les mines de houille dans la direction du Rio Gonçalo. En outre, dans divers articles publiés dans les journaux de Rio de Janeiro, M. Plant a appelé l'attention sur la présence des roches ig'nées dans la province de Rio-Grande du sud, tant au nord du Rio Jacuhy que vers la frontière occidentale de la même province. Non-seulement il asig-nalé l'abondance des diorites et autres roches porphyritiques, mais encore il insiste sur ce que des roches réellement volcaniques anciennes, et consistant en basaltes, dolérites et trachytes, apparaissent en épanchements et en dykes isolés d'extension limitée et traversant les roches porphyritiques des missions. Dans le voisinag'e du Rio Jag-uaraô, il existe même des basaltes avec la structure colonnaire caractéristique de cette classe de roches. M. Plant insiste aussi, dans ces divers articles, sur la différence de composition de la Serra Gérai porphyritique de l'intérieur de la province au nord et à l'ouest de la vallée du Rio Jacuhy, et de la Serra gTanitique do Mar; et déjà Weiss, dans les mémoires de l'Académie de Rerlin de 1872, avait, d'après les collections faites par Sellow dans cette même rég*ion, sig-nalé ég-alement la présence d'une chaîne de porphyre noir et amyg'daloïde au nord du Rio Jaculiy.
91 . — Ces diverses éruptions porphyritiques, trachytiques et basaltiques, analog'ues aux anciennes formations volcaniques
des Andes, leur sont sans nul doute contemporaines , et il n'est g'uère possible de reporter les éruptions trachytiques et basaltiques au-delà de l'époque tertiaire. Or, quand on compare la présence, sig'nalée pai* M. Plant, de minerais de cuivre, d'antimoine et de fer au contact des roches en question, avec la présence du cuivre et de l'antimoine natif en gn'ains disséminés au milieu des carbonates de fer fossilifères des couches houillères de Jag'uaraô; quand on note la présence des basaltes dans cette même vallée, la transformation en syénite des couches sur lesquelles repose cette formation houillère, et aussi le caractère métallifère et métamorphique des lits calcaires et micaschisteux en contact avec ces syénites, on ne peut g-uère se dispenser de considérer tout ce métamorphisme comme contemporain de l'éruption des basaltes, laquelle a du être accompag'née de l'imprég^nation métallifère des roches de cette rég-ion en même temps qu'elle en a disloqué les couches. Or, comme les couches houillères présentent une seule dislocation, il y a donc tout lieu de croire qu'elles étaient restées horizontales depuis leur formation jusqu'à cette éruption basaltique, et ceci me paraît constituer une difficulté sérieuse pour les considérer d'un âg'e antérieur à l'époque secondaire. D'un autre côté, les g-rès supérieurs à ces couches houillères, lesquels sont en stratification concordante avec celles-ci, sont au contraire appuyés contre les collines syénitiques, lesquelles ne semblent être que l'ancienne formation des leptinites et g-neiss du Brésil. Ces leptinites ou g'neiss étaient donc déjà soulevés avant le dépôt carbonifère, et avant le dernier métamorphisme par lequel ils ont été transformés en syénite. Il y a ainsi dans ce fait un autre motif devant nous porter à reg^arder la formation comme postérieure au soulèvement du g"rand plateau continental, comme nous l'avons déjà fait remarquer antérieurement.
92. — Par la suite, sans nul doute, quand la statig'raphie des couches du Brésil sera plus complètement connue, l'àg'e des couches en question pourra être mieux déterminé que par la seule considération des formes des fossiles vég-étaux con-
tenus dans ces couches, formes d'ailleurs nouvelles quoique se rapportant à des g-enres connus. Ces g*enres ont dû toutefois avoir une très-g-rande durée dans la suite des âg^es g-éolog-iques, et par conséquent ne suffisent pas seuls à caractériser une époque. Je ne m'arrêterai donc pas davantag^e, pour le moment, sur cette question, surtout puisque je n'ai pas visité moi-même les bassins houillers. Mais je ne puis, en terminant, me dispenser de sig*naler l'importance des recherches de M. Plant, à qui on doit les intéressantes données citées plus haut, et d'insister, au point de vue économique, sur l'utilité pour le Brésil de la découverte des vastes mines de houille du bassin du Jag-uaraô; car peu importe, à ce point de vue, l'âg^e de la houille en question; le fait essentiel, sous ce rapport, est la qualité et l'abondance du produit. La première, c'est-à-dire la qualité, est pleinement satisfaisante, et l'abondance est tellement g-rande que le Brésil fîg*urera à l'avenir parmi les pays les plus riches en houille. La découverte proprement dite de ces mines est due à M. Bouliech, mais c'est aux travaux de M. Plant que nous devons de connaître leurs détails et leur richesse.
93. — Gomme restes vég-étaux fossiles pouvant, ainsi que ceux des houillères de Candiota, se rapporter au commencement de la période secondaire ou même auparavant, j'ai à citer les restes d'une Équisétacée trouvée par M. Hartt, auprès de la Fasenda de Sisterio, un peu au-dessous de Gaxoeirinhado-Rio-Pardo, dans le sud de la province de Bahia, et par conséquent aussi entre le bord de la terrasse continentale et la côte. Ces traces fossiles se montrent dans un gTès à g-rain fin, très-dur, bleuâtre, compacte et un peu altéré, mêlé en couches parfaitement laminées avec des sables et des cong'lomérats. M. Hartt y a remarqué des empreintes de tig-es, à nœuds épais, d'un vég'étal lui paraissant se rapporter aux Equisétacées, et ressemblant, dit-il, par ses nœuds enflés à une plante commune dans les roches dévoniennes de St-John, New-Brunsv^^ick , et ai[)ipelée AsterophT/Ilites? scutigera Dawson, D'après cette ressemblance, M. Hartt considère ces
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couches comme pal aeozoïques. Mais évidemment le caractère ici cité ne suffît pas à établir l'identité avec le fossile dévonien, etl'Équisétacée en question peut fort bien être triasique ou jurassique et contemporaine des fossiles des houilles de Gandiota. Quant aux restes de Brachiopodes palaeozoïques cités par M. Ag-assiz, comme trouvés par le major Goutinho dans une roche formant la première cascade du Tapajos, ils appartiennent probablement au dépôt sédimentaire, qui se montre transformé en g-neiss sur la plus g-rande partie de l'Empire, et correspond aux g^neiss métallifères supérieurs. Mais il n'a pas été publié de documents suffisants pour pouvoir être totalement fixé à cet ég'ard.
94. — Je ne puis abandonner la question des dépôts secondaires du Brésil sans parler des efflorescences salines existant dans quelques-unes des rég'ions où la dénudation a mis à nu les puissantes couches calcaires de cette formation. Les lieux où des efflorescences de cette nature apparaissent, sont g'énéralement dans des fonds de bassins et sur les bords de cours d'eau circulant dans des vallées formées au milieu des strates redressées des calcaires. En un lieu du bassin du San-Francisco, nommé Jacaré, sur la route de la Villa-da-Barra-do- Rio-Grande à Jacobina, j'ai eu occasion d'examiner l'un de ces dépôts de sel, connus dans le pays sous le nom impropre de mines de sel, car le sel marin ou chlorure de sodium s'y rencontre seulement en efflorescences à la surface du sol. Ces efflorescences se montrent dans un terrain bas, sur un sol noirâtre d'alluvion et peu au-dessus du niveau de la rivière. Le plus souvent, la surface de ce sol est nue, et la vég-étation consiste surtout en palmiers Carnaiiba {Copernicia cerifera) qui y croissent avec vig^ueur. Sur ce sol noirâtre apparaissent, pendant la saison sèche, les efflorescences salines consistant surtout en natron (carbonate neutre de soude), mêlé d'un peu de chlorure de sodium et de sulfate de magnésie, tandis que le sol lég'èrement humide reste imprég-né d'une g*rande quantité de chlorure de sodium, mêlé d'un peu de chlorure de chaux, et de chlorure de mag*nésium. Les habitants du lieu
lavent la terre superficielle et font ensuite évaporer au soleil et au feu l'eau de lavag-e pour obtenir le sel marin par la cristallisation.
Un très-gTand nombre de localités, dans les rég'ions calcaires du San-Francisco, fournissent ainsi le sel marin, etdans ces rég'ions le prix élevé des transports pour le sel venant de la mer donne une g-rande utilité à ces exploitations. D'après les informations que j'ai pu me procurer, relativement à un gTand nombre de points où ces exploitations ont lieu, le caractère présenté par ces mines de sel est toujours analog*ue à celui de Jacaré. Nulle part, le sel n'a été sig'nalé en couches continues dans le sol, mais il provient toujours du lavag-e des terres situées dans les rég'ions calcaires et près des ruisseaux. Probablement, toutefois, des couches de sel existent à une certaine profondeur dans des fractures des roches calcaires, et peut-être en bancs subordonnés à ceux de ces dernières roches. Alors le sol imbibé depuis leur niveau jusqu'à la surface par l'infiltration lente des eaux de la rivière et par celle des pluies de la saison pluvieuse, s'imprèg'ne d'une dissolution saline; et celle-ci, en s'évaporant à la surface pendant la saison sèche, détermine les efflorescences en question, en même temps que la couche de terrain superficiel se sature. Dans ce cas, très-probablement, la formation du natron et du chlorure de calcium provient de la réaction du chlorure de sodium sur le calcaire.
