LA NOTION DE FACIÈS ET LES MÉTHODES EN STRATIGRAPHIE
Il serait assurément banal de rappeler ici les raisons qui ont permis aux géologues de démontrer que la majeure partie des matériaux qui forment la croûte terrestre sont d'anciens sédiments, généralement déposés au sein des eaux des océans ou de leurs dépendances continentales (mers ou lagunes) et ayant subi, postérieurement à leur dépôt, des modifications plus ou moins profondes qui les ont amenés à leur état actuel de roches sédiment âir es ^ constitutives des couches géologiques. La préoccupation habituelle des géologues est de reconnaître, parmi celles-ci, tous les terrains d'un même âge géologique, c'est-à-dire ceux qui se sont formés simultanément, quelles que soient les conditions de leur formation et la nature des matériaux qui les constituent; ceux-ci peuvent être, suivant le cas, des sables, des argiles, des calcaires, parfois des roches moins fréquentes, telles que du gypse ou du sel gemme. Enfin, tout le monde sait actuellement que c'est la découverte d'anciens
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êtres plus ou moins bien conservés, animaux ou végétaux fossiles, qui a permis, pour la plupart de ces terrains, de déterminer leur âge géologique.
Ce sont donc les caractères fournis par les fossiles, ou caractères paléontologiqaes, qui prédominent pour la délimitation des divisions géologiques, et non les variations lithologiques ou pétrographiques des dépôts, qui n'interviennent que comme caractère de second ordre et pour servir à l'établissement de divisions locales.
D'autre part, tous ceux qui ont eu l'occasion d'observer les terrains des régions de montagnes, des Alpes ou des Pyrénées par exemple, ont pu constater que la régularité d'allure des anciens sédiments, si caractéristique pour les couches qu'exposent à nos yeux les carrières ou les tranchées des environs de Paris, ne s'y rencontre guère ; elle a été profondément troublée, dans les régions montagneuses, par des contournements, des plissements et autres dislocations plus complexes, dont l'étude est du plus haut intérêt pour la connaissance de l'évolution dynamique de notre globe et qui traduisent l'effet de compressions tangentielles formidables.
Une semblable disposition des couches dans une région de faible relief actuel, la Bretagne ou l'Ardenne par exemple, est même devenue, pour les géologues, l'indice certain de l'existence, en ces régions, d'une ancienne chaîne aujourd'hui rasée ; en sorte que, dans le langage géologique, le terme de \one plissée de Vêcorce terrestre est devenu synonyme de celui de chaîne de montagnes, actuelle ou ancienne. Dans ces régions, les relations de position originelles ou strati-
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graphiques des couches, conséquence directe et indice habituel de leurs relations d'âge, ont pu être rendues presque méconnaissables, à moins d'une étude très attentive de leur allure géométrique présente ; elles peuvent même parfois se trouver localement inversées dans leurs relations tectoniques actuelles. Tandis que normalement une couche superposée à une autre doit être présumée de formation plus récente que celle-ci, certaines superpositions anormales, fréquentes dans les régions en question et dues aux phénomènes de charriage, qui représentent l'effet le plus extraordinaire des poussées tangentielles, peuvent amener, sur de grandes étendues, des couches plus anciennes à reposer sur de plus récentes qu'elles.
Je ne m'attarderai pas à discuter ici les méthodes d'observation qui permettent de déterminer les relations mutuelles de position des diverses couches qui se rencontrent au voisinage les unes des autres. Il s'agit là de problèmes de géométrie dans l'espace, en général très simples et pour la solution desquels la considération des intersections de la surface topographique par les surfaces de séparation des diverses couches joue un rôle capital. Les tracés de la projection horizontale de ces intersections sur la carte topographique constituent les contours géologiques, et, lorsqu'ils ont été relevés avec soin sur une carte suffisamment précise, il est possible de déduire de leur connaissance l'allure géométrique des couches. C'est la solution de ces problèmes, purement géométriques et avec lesquels les géologues devraient tous être familiers, qui permet seule d'établir les coupes par lesquelles s'expriment
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schématiquement les relations des couches les unes par rapport aux autres.
La structure et la composition chimique et minéralogique des matériaux qui forment la croûte terrestre ; les restes des êtres fossiles de toute nature que renferment les anciens sédiments ; les relations stratigraphiques originelles de ces dépôts ; les déformations qui les ont affectés ultérieurement et les relations tectoniques anormales qu'ils présentent actuellement les uns par rapport aux autres, constituent quatre ordres de documents que le géologue doit utiliser à la façon dont l'historien utilise les monuments, les monnaies et les médailles, les documents écrits et les traditions de toute nature.
L'étude propre de ces divers ordres de documents : pétrographiques, paléontologiques, stratigraphiques et tectoniques, est certes déjà fort intéressante en elle-même. Elle constitue autant de branches distinctes de la science géologique ou, plus exactement, autant de sciences auxiliaires de la géologie, au sens des sciences auxiliaires de l'histoire, si nécessaires à l'historien digne de ce nom. Mais, de même que le but final de celui-ci ne peut être la simple étude des documents qu'il doit mettre en œuvre, si intéressante que soit d'ailleurs cette étude pour ellemême, de même le but final du géologue ne doit pas être la seule étude des documents et des faits géologiques de toute nature.
Le but de la Géologie doit être la connaissance de la double évolution, physique et organique, qui
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s est poursuivie dans la profondeur et à la surface de la croûte terrestre, depuis les temps les plus anciens, et des relations qui lient étroitement furie à l'autre ces deux évolutions simultanées. Nous serons donc amenés, comme terme de nos études, à chercher à reconstituer aussi exactement que possible, pour les époques géologiques successives, les conditions géographiques anciennes ou paléogéographiques . Sous ce terme, nous ne comprendrons d'ailleurs pas seulement le tracé des anciens rivages qui délimitaient les continents et les mers et océans de chaque époque, même en complétant ce tracé par celui des masses d'eau continentales, lagunes, lacs et cours d'eau, toutes les fois que cela sera possible. Ces tracés, qui sont ceux que de Lapparent avait cherché à établir pour les diverses époques anciennes dans ses cartes paléogéographiques, même en les considérant comme aussi exacts que possible, ne constituent qu'une partie de la question que nous chercherons à résoudre. Nous devrons chercher à acquérir, pour les périodes géologiques anciennes, toutes les données possibles sur les diverses questions qui, pour l'époque actuelle, constituent le domaine de la géographie physique et de la géographie biologique. Nous devrons, par exemple, nous préoccuper des conditions de profondeur, de température, de salure, de la distribution des courants, etc., pour les mers et les océans; de la répartition corrélative des êtres au sein de leurs eaux, et de leurs adaptations aux multiples conditions d'existence qu'ils pouvaient y rencontrer. Pour les continents, nous n'aurons généralement que des documents bien moins précis,
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sauf pour les époques géologiques les plus récentes ; nous devrons néanmoins chercher à déterminer leurs conditions orographiques et climatériques anciennes, en relation évidente avec la répartition des animaux terrestres et des végétaux à leur surface ; la connaissance des faunes limniques (ou lacustres) etfluviatiles nous sera évidemment aussi d'un utile secours à cet égard. L'existence de dépôts d'estuaires ou lagunaires nous fournira des données sur les conditions dans lesquelles se présentaient les rivages de l'époque considérée.
Il est du plus haut intérêt de se livrer à la comparaison des cartes géologiques successives par lesquelles les géologues ont traduit, aux diverses phases de l'évolution de leur science, l'état correspondant de leurs connaissances sur les différentes contrées du globe. Cette comparaison rend éclatante l'évolution des préoccupations dominantes des géologues aux diverses époques.
Nous avons vu qu'actuellement — et cela déjà depuis la seconde partie du siècle dernier — leurs efforts tendent à établir, avec le plus de précision possible et par le moyen des caractères paléontologiques, le synchronisme géologique des assises de même âge en toutes les régions du globe et à y suivre ces assises contemporaines, malgré toutes les variations locales que leurs caractères pétrographiques sont susceptibles de présenter.
Cela se traduit, sur les cartes géologiques, par le fait que les terrains d'un même âge y sont
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habituellement représentés sous une même teinte. Les subdivisions locales qu'y peuvent faire établir les variations pétrographiques ne sont indiquées que dans des cartes de détail et, le plus souvent, seulement par des pointillés ou des barrés de diverses natures, peu apparents au premier abord, car ils sont superposés à la teinte générale qui correspond à l'âge géologique.
Si, dans la pratique, on ne se conforme pas toujours à cette règle, c'est que, dans certaines cartes, on a voulu mettre en évidence tels détails de structure ou de composition du soussol qui ressortent mieux de la distinction des grandes masses lithologiques, par exemple s'il s'agit de cartes surtout destinées aux agronomes ; ou bien encore, s'il s'agit de cartes géologiques ordinaires, c'est que la distinction des étages géologiques y a été impossible ou trop incertaine, en raison de l'absence ou de la trop grande rareté des fossiles, et qu'alors les caractères pétrographiques permettent seuls de faire des subdivisions entre les diverses couches superposées.
Mais il n'en a pas toujours été ainsi, et les premières cartes géologiques n'étaient véritablement que des cartes purement minéralogiques ou pétrographiques ; c'est d'ailleurs encore actuellement le cas pour celles qui sont établies par des observateurs non paléontologistes ou pour les esquisses relevées dans une région nouvelle, au cours d'une première exploration. Mais, tandis que les géologues actuels, lorsqu'ils sont obligés de se contenter de pareilles esquisses, savent qu'elles ne représentent qu'une première approximation et qu'ils apportent tous leurs
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efforts à préciser ensuite l'âge géologique des couches et à substituer cette notion d'âge à celle de nature lithologique, les géologues de la fin du xvme siècle et du début du xixc se contentaient de décrire les caractères pétrographiques des couches successives, d'en déterminer les relations habituelles de superposition et d'étudier sommairement l'extension de leurs affleurements.
Pour exposer rapidement l'histoire de l'évolution très marquée que traduit ce contraste entre l'état actuel et l'état ancien des préoccupations des géologues à cet égard, nous ne pouvons mieux faire que de suivre simplement M. Haug, dans son remarquable Traité de géologie, déjà classique avant même que d'être achevé. Nous y verrons que c'est à l'Anglais William Smith que revient le mérite d'avoir reconnu et exposé, dans un ouvrage publié à Londres en 1813-1815, le rôle important joué par les fossiles, en établissant que chacune des assises qu'il avait distinguées'dans la série des terrains sédimentaires de la Grande-Bretagne était caractérisée par des espèces propres d'organismesfossiles.Il montrait, en même temps, que la plupart de ces assises (auxquelles il avait d'ailleurs donné des noms tirés généralement de leurs caractères pétrographiques) se retrouvaient avec les mêmes caractères lithologiques et paléontologiques, du sud au nord de l'Angleterre.
Depuis lors, les explorations de nombreux géologues ont montré que certains terrains s'étendent sur des surfaces considérables sans changements pétrographiques ou paléontologiques appréciables. D'autre part, les sondages effectués dans
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les Océans au cours des grandes explorations marines du xix° siècle ont mis en évidence Ténorme étendue horizontale de certains dépôts présentant des caractères biologiques et lithologiques sensiblement constants.
Pourtant, si nous continuons à suivre M. Haug dans son Historique, nous apprenons que, dès 1821, le grand géologue français Alexandre Brongniart avait annoncé que les mêmes fossiles peuvent parfois se rencontrer dans des roches de nature minéralogique bien différente. Il affirmait, en particulier, que les calcaires noirs des Fiz, en Savoie, renferment les mêmes organismes que la craie chloritée de Rouen, et il en tirait la conclusion que ces couches, bien que si différentes par leur aspect extérieur, sont pourtant contemporaines.
Un peu plus tard, le géologue soleurois Gressly faisait la même constatation pour les couches jurassiques de son pays. En 1838, il écrivait : ce Je suis parvenu à reconnaître, dans la dimension horizontale de chaque terrain, des modifications diverses, bien déterminées, qui offrent des particularités constantes dans leur constitution pétrographique aussi bien que dans les caractères paléontologiques de l'ensemble de leurs fossiles, et qui sont assujetties à des lois propres et peu variables. » Il désigna ces modifications diverses, que peuvent présenter les couches de même âge en des localités différentes, sous le nom de faciès ou aspects de terrain.
Cette notion de faciès fut ensuite précisée par Oppel, dans ses études classiques sur la formation jurassique; par Waagen, également à propos du Jurassique de Franconie, de Souabe et de
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Suisse ; par Neumayr, dans son grand ouvrage fondamental Erdgeschichte, qui a si puissamment contribué à populariser la connaissance des lois de la géologie. Mojsisovics en fit connaître, en 1879, des exemples remarquables dans les variations si curieuses que présente le Trias alpin dans la région des Dolomies du Tyrol et de la Vénétie, et Ton peut dire, sans continuer à citer des noms parce que la liste en serait trop longue, que tous les géologues qui ont récemment étudié la stratigraphie d'une région tant soit peu étendue, ont généralisé la connaissance de l'existence de ces modifications latérales de leurs caractères pétrographiques et paléontologiques, que montrent les couches de même âge lorsqu'on les étudie en des localités variées. Ces modifications sont parfois très rapides, ou même elles apparaissent brusquement entre deux localités extrêmement rapprochées ; dans d'autres cas, elles ne se font sentir que très lentement ; mais elles ne font jamais défaut, lorsqu'on soumet les couches à une étude attentive et qu'on les suit sur une étendue suffisante.
Ces études nombreuses n'ont d'ailleurs pas conduit à modifier sensiblement la définition originelle du faciès géologique qu'avait donnée Gressly ; il suffit, pour s'en convaincre, de reproduire ici celle qu'en donne M. Haug, pour qui le faciès est la somme des caractères lithologiques et paléontologiques que présente un dépôt en un point déterminé.
Cette définition n'a évidemment pas et ne peut avoir la rigueur et la précision d'une définition mathématique ; elle est manifestement susceptible d'être élargie ou rétrécie à volonté. Par
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exemple, en ce qui concerne l'appréciation des caractères paléontologiques caractéristiques d'un faciès déterminé, on peut évidemment l'interpréter de deux façons très différentes. On peut lui attribuer une signification correspondant aux termes mêmes de la définition de Gressly, « les caractères paléontologiques de l'ensemble de leurs fossiles », c'est-à-dire ne faire intervenir que les caractères généraux de la faune (ou de la flore, s'il s'agit de couches riches en Végétaux), en tant que ces caractères permettent de conclure à la nature des conditions biologiques du milieu où se sont formés les dépôts considérés. On peut, aussi, à l'inverse, descendre, dans l'appréciation des caractères paléontologiques, jusqu'à la considération de certaines formes, génériques ou même spécifiques, les plus caractéristiques de cette faune ou de cette flore. De même, pour les caractères lithologiques ou pétrographiques, on pourra s'en tenir à l'indication de la composition générale de la roche (calcaire, argile, sable, etc.), ou bien indiquer, avec précision, telle particularité de composition, de structure, de coloration, etc., qui paraîtra intéressante (calcaire oolithique, calcaire dolomitique, argile bariolée, sable quartzeux, etc.).
Il est bien évident que, suivant le but qu'on se proposera ou le degré de précision auquel on voudra atteindre, on caractérisera les faciès des couches de façon différente. C'est ainsi qu'il sera intéressant, dans une étude de détail des couches tertiaires des environs de Paris, de distinguer et de caractériser, dans les assises lutétiennes, un faciès de calcaire à Nummulites, un autre de calcaire à Miliolites, un troisième de calcaire
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grossier à Cérithes, puis un faciès de « caillasses » à faune saumâtre, avec intercalation du faciès spécial du banc vert, et, même, on pourra faire plus de subdivisions de faciès encore, soit au point de vue pétrographique, soit par les caractères paléontologiques. Par contre, dans une étude plus générale, où l'on se préoccupera surtout de reconnaître l'emplacement des anciennes mers, il pourra suffire de grouper tous ces faciès en deux, l'un marin, l'autre saumâtre, succédant l'un à l'autre.
D'ailleurs, lorsqu'on se préoccupe surtout de l'origine et du mode de formation des sédiments anciens qui ont donné naissance aux couches géologiques des divers âges, plutôt que de leur nature précise ou de la composition détaillée de leur faune et de leur flore, on remplace souvent le terme de faciès par celui de formation, qui possède un sens plus général (Haug, loc. cit., I, p. 145). On peut faire usage de ce terme de formation pour réunir dans une même catégorie les dépôts de faciès différents, mais formés dans des conditions analogues. C'est ainsi que, dans l'exemple précédent, le Lutétien des environs de Paris pourra être indiqué comme constitué par une formation marine, suivie d'une formation saumâtre. De même, les argiles bariolées, les masses de gypse saccharoïde et d'arthydrite, celles de sel gemme, qui sont si abondantes dans le Trias de certaines régions ; les marnes et argiles de couleur variée du Tertiaire parisien, qui alternent avec des bancs de gypse montrant diverses structures (grenue, en pied d'alouette, en fer de lance) dans les carrières d'&rgenteuil, quoique d'un tout autre âge que les précédentes,
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sont autant d'exemples de faciès différents pouvant être groupés sous le terme générique de formations lagunaires (des lagunes d'évaporation).
Il faut, en outre, remarquer — et ceci montre à quel point^ dans le langage courant des géologues, le terme de faciès est susceptible d'une large extension aussi bien que d'une étroite précision — qu'en parlant des régions où le Trias est principalement caractérisé par le développement qu'y prennent les formations lagunaires précédemment indiquées et aussi d'autres formations, à caractère très littoral, constituées par des roches détritiques grossières, les géologues disent courammerit que le Trias y présente le faciès germanique, par opposition au faciès alpin, dans lequel le Trias est caractérisé par le développement presque exclusif de formations calcaires variées, mais toutes d'origine franchement marine et souvent récifale1. Dans ce cas, le terme de faciès est donc employé dans un sens plus large que celui de formation ; il serait alors préférable d'adopter un autre terme, celui de type par exemple.
Avant d'aller plus loin, nous pouvons nous demander si les paléontologistes ont la même conception du faciès que les géologues proprement dits. Pour cela, nous allons nous adresser au Traité classique du regretté Félix Bernard, venu à la Paléontologie par la voie de la Zoologie et non par celle de la Géologie. A la page 52 de
1. Ce n'est qu'au milieu du Trias du type germanique que l'on rencontre des calcaires, analogues à certains d'entre ceux du type alpin, et encore ces calcaires n'existent-ils pas de façon constante.
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ce traité, nous trouvons une « Définition du faciès » que je crois devoir citer en entier, malgré sa longueur : « On appelle faciès l'ensemble des caractères lithologiques et paléontologiques résultant des conditions extérieures qui déterminent l'existence d'une faune ou d'une flore spéciale pour une région déterminée. » Avant d'aller plus loin, je crois devoir faire remarquer que cette définition s'appliquerait mieux aux formations de l'époque actuelle, en remplaçant le mot « paléontologiques » par « fauniques (ou floristiques, suivant le cas) », et que, pour la transporter à la géologie, il serait utile d'ajouter, à la fin de cette définition, le complément suivant : « à un moment déterminé de l'histoire géologique » ou tout autre équivalent. Reprenons notre citation : « Ces caractères sont définis par les conditions de milieu, telles que le climat, l'altitude ou la profondeur bathymétrique, la nature géologique ou chimique du milieu. On peut ajouter encore des facteurs indirects qui se rattachent aux précédents. En vertu des lois de la lutte pour la vie, les variations de chaque être vivant dépendent, dans une certaine mesure, de la nature de l'ensemble des êtres qui vivent côte à côte avec lui ; les caractères généraux de la faune 'ou de la flore d'une région influent donc sur les conditions d'existence de chacun des êtres qui la composent, de sorte que les différences qui, par suite de l'action du milieu, ont apparu à un faible degré chez les ancêtres s'accusent de plus en plus par suite des réactions biologiques qui s'exercent entre les êtres.
« On trouvera, par exemple, pour une même époque, un faciès littoral, pélagique, d'eau douce,
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d'estuaire, de lagune, corallien ; on pourra trouver aussi un faciès arctique, tempéré, tropical, etc. »
Les conditions biologiques tiennent évidemment dans le contexte, sinon dans le texte même, de cette définition du faciès, une plus large place que dans les définitions données par les géologues; mais, dans l'ensemble, elle concorde très nettement avec celle de M. Haug, quoique les exemples de faciès cités par Bernard correspondent plutôt à des formations, au sens de Haug.
Nous devons donc retenir, de ces définitions, que le faciès d'une couche géologique donnée, en une localité déterminée, n'est caractérisé complètement que par, l'association de caractères pétrographiques et paléontologiques suffisants pour donner une idée, aussi complète que possible, de la composition chimique et minéralogique et de la structure de la roche qui la constitue, ainsi que des conditions dans lesquelles celle-ci s'est formée et dans lesquelles vivaient les êtres dont on retrouve les traces, à l'état fossile, dans cette couche.
Les caractères pétrographiques ne manquent jamais : l'observation sur le terrain, complétée, si cela est nécessaire, par une étude de laboratoire faite d'après les procédés que la chimie et l'optique (appliquée à l'étude microscopique des roches taillées en lames minces) mettent à notre disposition, suffisent pour déterminer ces caractères avec autant de précision qu'il est nécessaire. Mais il n'en est malheureusement pas toujours de même pour les caractères paléontologiques : les fossiles sont trop souvent absents, ou trop
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rares, ou en trop mauvais état de conservation, pour nous donner des renseignements, ou bien ceux-ci restent trop incertains. C'est là la lacune habituelle^ souvent inévitable, de beaucoup de définitions de faciès, qui sont trop fréquemment fondées uniquement sur les caractères lithologiques; si ceux-ci peuvent suffire, dans certains cas, pour donner une idée à peu près précise des conditions dans lesquelles les couches en question se sont formées, par exemple dans le cas de dépôts de sel gemme ou de gypse, il est loin d'en être habituellement ainsi.
Un sable fluviatile ressemble beaucoup à un sable marin, surtout s'il est formé des mêmes matériaux, non arrivés jusqu'à la mer, et, lorsqu'il aura été cimenté ultérieurement en un grès, la distinction du grès d'eau douce et du grès marin ne pourra se faire avec certitude que par la faune qu'ils peuvent renfermer. L'argile plastique des environs de Paris, dont la faune indique qu'elle s'est déposée dans des eaux à peu près, sinon entièrement, dépourvues de salure, ressemble beaucoup à bien des argiles de formation marine et même à certaines d'entre celles-ci dont la faune démontre qu'elles se sont formées sous de grandes profondeurs d'eau.
Il est donc nécessaire de préciser d'abord, le plus exactement possible, les faciès des couches qu'on étudie, quitte à les grouper ensuite en grands faciès ou formations, ayant une signification plus compréhensive et établis principalement sur les conditions de profondeur, de température, de salure, etc. des eaux dans lesquelles se sont formés les sédiments qui sont aujourd'hui transformés en roches sédimentaires. Il
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faut aussi, à cet égard, ne pas confondre l'état actuel de la roche avec Y état initial du sédiment qui lui a donné naissance, et essayer de reconstituer le faciès originel de celui-ci, malgré toute la série des modifications, d'ordre mécanique, physique ou chimique, qu'il a subies postérieurement à son dépôt.
C'est là une question qu'il serait intéressant de traiter avec un certain détail, si la place nécessaire ne me faisait ici défaut1. Je rappellerai seulement que les anciens sédiments ont généralement subi une sorte de fossilisation, allant jusqu'au degré plus avancé du métamorphisme, et que leur état actuel permet, assez souvent, d'avoir une opinion approximative sur leur ancienneté d'après leur examen lithologique. Il importe d'ailleurs de bien se pénétrer de cette idée que, si le géologue est souvent ainsi amené à dire que les roches qui constituent telle ou telle couche ont un « faciès ancien » ou « un faciès récent » et si la découverte ultérieure de fossiles confirme fréquemment cette présomption, elle Ta souvent aussi infirmée. Il ne peut donc s'agir, en aucune façon, d'une méthode de détermination de l'âge des couches par leur degré plus ou moins avancé de transformation ou de métamorphisme, qui conduirait parfois à des erreurs grossières.
Maintenant que nous sommes arrivés à la conception des conditions auxquelles doit satisfaire la définition d'un faciès déterminé, nous pouvons
i. Revue du Mois, n° 54. p. Ç&$-wtwi.
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aborder l'exposé de certaines questions de méthode, tout à fait capitales pour la stratigraphie, car elles vont nous mettre en garde contre plusieurs causes d'erreur très importantes et qu'il eût été impossible de préciser sans l'intervention de la notion capitale du faciès.
Tout d'abord, la première question qui se pose, et qui a trait aux bases mêmes de la stratigraphie, est certainement de savoir comment, lorsqu'on se trouve en présence de couches de caractères lithologiques et paléontologiques différents, on pourra être amené à reconnaître qu'on a affaire à des couches de même âge géologique, c'est-à-dire à des dépôts synchroniques de faciès différents, que Mojsisovics a désignés sous le nom de dépots hétéropiques, par opposition aux dépots isopiques, formés de couches de même âge et de même faciès. C'est évidemment l'un des problèmes les plus importants, mais en même temps l'un des plus difficiles, de la stratigraphie, que de reconnaître et de suivre les divers horizons géologiques au travers de leurs multiples modifications de faciès, qu'ils soient, par exemple, sableux, calcaires ou argileux, littoraux ou de mer profonde, ou bien encore saumâtres ou d'eau douce.
C'est ainsi que la méconnaissance du synchronisme des dépôts hétéropiques de la fin du Jurassique avait conduit Hébert, malgré toute la sagacité dont il avait fait preuve en maintes autres circonstances, à une conception tout à fait erronée de la limite des terrains jurassiques et crétacés. Il avait été amené à supposer que les régions méridionales de l'Europe centrale, par exemple notre Bassin du Rhône, avaient été
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émergées durant la fin des temps jurassiques, au Portlandien, alors que justement ces régions font partie de la grande aire mésogéenne, où l'on sait actuellement qu'au contraire la sédimentation a été continue du Jurassique au Crétacé et que leur continuité s'établit par l'intermédiaire de dépôts franchement marins et même souvent d'un caractère relativement profond.
Lorsque Oppel eut décrit, en 1865, le Tithonique, en le considérant comme un faciès hétéropique du Portlandien du Bassin de Paris et des autres régions situées au nord de la zone où il se rencontre, Hébert entreprit de nouvelles recherches dans les Cévennes et les Alpes, et il se rendit jusqu'en Moravie, afin d'étudier par lui-même les assises rapportées à ce nouveau système. Mais ses conclusions furent toutes différentes de celles du savant allemand. Hébert était, en effet, peu partisan des différents faciès qu'on découvrait successivement dans les couches secondaires et au moyen desquels, ainsi que nous le reverrons plus loin, on avait combattu très vivement l'unité d'âge qu'il attribuait aux formations coralligènes du Jurassique supérieur, formations qu'il considérait, à la suite de d'Orbigny, comme un étage Corallien d'âge bien défini. Aussi admit-il que les formations de récifs coralliens qu'Oppel avait considérées comme contemporaines des assises tithoniques avaient, au contraire, servi de rivage à la mer où s'étaient déposées celles-ci, et que, d'autre part, ces dernières assises constituaient un étage nouveau, n'ayant aucun représentant dans les régions plus septentrionales et qu'il rattachait à la base du Crétacé, en le désignant sous le nom d'Infra-
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néocomien. Cette manière de voir souleva une violente polémique, qui eut l'heureux résultat de provoquer un grand nombre de travaux sur ce sujet, travaux qui s'étendirent jusqu'à la Russie, où une question semblable se posait pour certains dépôts, dits volgiens. De tous ces travaux, M. Haug a pu conclure, sans plus soulever de protestations, au synchronisme des dépôts portlandiens, tithoniques et volgiens, qui représentent donc des faciès hétéropiques d'un même étage géologique.
Il est d'autant plus curieux que Hébert ait mis une telle ténacité à se refuser à admettre ces changements de faciès dans la série jurassique, qu'il avait été l'un des premiers à établir leur existence dans les couches tertiaires des environs de Paris. Dès 1860, il avait démontré rigoureusement que les calcaires lacustres de Champigny se sont déposés en même temps et au même niveau que les gypses de Romainville, de Bagnolet et de Montmartre. Il avait démontré également, avec beaucoup d'exactitude et de précision, qu'à l'époque où des eaux saumâtres, contenues dans des lagunes en communication avec la mer, déposaient les assises du calcaire grossier supérieur des environs de Paris, il existait un4ac de très grande étendue, qui s'étendait sur les environs de Provins et dans lequel vivait une faune essentiellement d'eau douce, où se sont déposés des calcaires contemporains de ces dernières assises du Lutétien.
Sans entrer dans des détails précis, dont l'exposé dépasserait le cadre de cet article, nous devons cependant nous demander sur quel critérium nous pourrons nous appuyer pour recon-
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naître et démontrer le synchronisme des dépôts hétéropiques.
Le plus souvent, c'est par leurs caractères pétrographiques, qui pourront être entièrement dissemblables, que ces dépôts différeront le plus essentiellement les uns des autres, tandis que, s'ils appartiennent à une même formation, s'ils sont tous, par exemple, d'origine franchement marine, leurs caractères paléontologiques ne seront généralement pas aussi différents. Parmi les fossiles que nous trouvons dans les divers dépôts marins contemporains, un certain nombre seront généralement communs à plusieurs d'entre eux et permettront donc de les synchroniser. Mais les autres fossiles, qui seront d'ailleurs parfois les plus abondants, seront essentiellement variables de l'un à l'autre de ces dépôts et, par suite, caractéristiques du faciès des couches dans lesquels ils se rencontrent. Leur distribution dans les diverses formations contemporaines sera liée aux conditions d'habitat (thermiques, bathymétriques, etc.) qui correspondent à chaque faciès.
La plupart des êtres fixés et une grande partie de ceux qui, quoique libres, vivent sédentaires sur le fond, c'est-à-dire de ceux qui forment le benthos des biologistes, sont évidemment dans ce cas ; tout changement un peu important dans le faciès lithologique des sédiments ou dans la profondeur à laquelle se formaient ceux-ci a dû amener une modification corrélative dans les êtres de cette catégorie qui se rencontrent dans les dépôts correspondants, où ils sont associés aux débris des êtres ayant vécu à la surface et
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dont les cadavres, en tombant sur le fond, se sont ainsi mélangés à ceux des êtres ayant vécu in situ, dont les restes prédominent généralement dans la faune des anciens dépôts. Chacun sait, en effet, que la faune d'un fond rocheux n'est pas la même que celle qui habite les fonds sableux voisins, et que celle qui peuple les fonds vaseux est encore différente ; de même, on sait que la faune actuelle des fonds de même nature se modifie d'une façon très appréciable lorsque varie la profondeur à laquelle ils se trouvent.
Les fossiles de cette catégorie seront très précieux pour nous lorsque nous chercherons àdéterminerles conditions biologiques correspondant à chacun des faciès que nous aurons à envisager, du moins s'il s'agit de formes assez voisines de types actuellement vivants pour que, par analogie, nous puissions en induire leur genre de vie. Mais, du fait même de leur liaison à un faciès déterminé, lorsque celui-ci correspond à des conditions de vie très spéciales et s'il s'est perpétué, en une même localité, durant plusieurs périodes géologiques consécutives (qui pourront n'être que des horizons ou des zones, mais deviendront parfois des étages) , ces formes seront alors souvent restées les mêmes ou n'auront subi que des variations insignifiantes.
Aussi, ces fossiles, qui seront de bons fossiles pour la recherche des conditions qui ont présidé à la formation du faciès où on les rencontre (ce que nous pourrons indiquer d'une façon abrégée en les appelant fossiles caractéristiques du faciès ou, plus simplement, fossiles de faciès), seront, par contre, d'une valeur à peu près nulle pour la recherche ou la démonstration du synchronisme
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précis des couches à faciès hétéropiques. En d'autres termes, ce seront donc de mauvais fossiles stratigrapltiques , car ils ne pourront servir qu'à l'établissement de divisions stratigraphiques propres aux faciès dans lesquels ils sont localisés. Ce sera le cas pour les formes lacustres ou pour les Végétaux, par exemple, et les coupures ainsi établies ne seront pas parallélisables, du moins par les seules considérations paléontologiques, avec celles des formations marines de même âge, sur lesquelles les géologues cherchent toujours à fonder leurs divisions stratigraphiques. Il importe d'ailleurs de remarquer, dès maintenant, que, pour certains faciès marins très spéciaux, le faciès corallien, par exemple, lorsqu'on cherchera à appliquer les fossiles en question à la détermination de l'âge des couches de ce seul faciès, on ne pourra conclure qu'à un synchronisme approximatif; nous verrons même, dans un instant, que celui-ci pourra parfois se trouver entièrement infirmé par d'autres considérations.
Par contre, ainsi que nous l'avons vu précédemment, d'autres formes fossiles se rencontrent dans beaucoup de dépôts marins de même âge, et cela quel que soit leur faciès lithologique ou bien en des points très distants. Ce sont naturellement surtout les êtres nageurs, ou simplement libres et flotteurs (c'est-à-dire du nekton et du plankton des biologistes), car ces êtres peuvent évidemment se rencontrer les mêmes à de grandes distances, dans des conditions de salure et de température semblables, au-dessus de fonds où se déposent des matériaux pé-
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trographiquement très différents ou dans des régions de profondeurs très dissemblables. Par suite, la faune benthonique à laquelle les restes des êtres flotteurs ou nageurs seront associés pourra correspondre à des faciès paléontologiques bien distincts. Mais il faut ajouter que certaines formes de cette faune du fond ou du benthos, qui sont susceptibles de s'adapter à des conditions biologiques très variables ou bien qui ont une vie libre, nektonique ou simplement planktonique, durant leur phase larvaire, pourront aussi avoir une aire de dissémination très grande. Ce sont donc les êtres de ces diverses catégories, ayant vécu aux différentes époques géologiques, qui seront caractéristiques de Vâge géologique et qui constitueront vraiment les fossiles caractéristiques, ce terme étant défini au point de vue de leur valeur stratigraphique ; ce' sont les bons fossiles stratigraphiques , ainsi que les nomme M. H. Douvillé, qui permettront rétablissement des zones paléontologiques ou horizons stratigraphiques, qu'on peut suivre à de grandes distances et reconnaître dans la plupart des faciès marins différents.
A ce point de vue, les divers groupes zoologiques ont — et ont eu, aux diverses époques géologiques — une valeur très inégale ; c'est ainsi qu'à cet égard et malgré leur très grande abondance, les Mollusques Lamellibranches et Gastéropodes, qui varient rapidement avec la nature du fond et qui sont, par suite, plutôt des fossiles de faciès, ne sont guère employés pour caractériser les zones stratigraphiques ou ne l'ont été qu'à défaut de formes plus caractéristiques appartenant aux autres groupes.
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D'ailleurs et indépendamment des conditions d'existence des divers groupes zoologiques et de la généralité plus ou moins grande de leur répartition, dont je viens de rappeler sommairement la répercussion sur leur valeur stratigraphique, il faut aussi faire entrer en ligne de compte un autre facteur très important : c'est la plus ou moins grande rapidité de leur évolution. Les formes qui ont évolué le plus vite, à un moment donné de l'histoire géologique, sont naturellement les plus aptes à servir à rétablissement des divisions stratigraphiques dans les couches déposées durant cette période, du moins lorsque leur facilité de dispersion et l'abondance des individus auront été suffisamment grandes pour en faire des fossiles caractéristiques.
Quand on suit l'histoire des divers groupes qui sont employés à cet égard, on constate que c'est durant leurs périodes de développement rapide, puis de plein épanouissement, qu'ils présentaient leur plus grande variabilité, c'est-à-dire leur plus grande valeur stratigraphique. Lorsqu'ensuite ils entrèrent dans leur phase de décadence, en ne se perpétuant plus, dès lors, que par quelques types présentant plus de longévité que les autres, ces rares formes survivantes avaient généralement perdu, en même temps, leur ancienne puissance de variation, ou celle-ci était, du moins, très atténuée, en sorte que ces groupes avaient, dès lors, perdu à peu près toute valeur stratigraphique.
Si nous passons en revue, en tenant compte de ces diverses considérations, les principaux groupes d'animaux servant de fossiles stratigra-
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phiques, nous constaterons que les Trilobites, qui jouent le rôle capital dans la classification du Cambrien, du Silurien et du Dévonien, n'ont plus qu'une faible valeur stratigraphique dès le début du Carbonifère, bien qu'ils aient pu se perpétuer jusqu'au Permien, par des formes appartenant à une seule famille. De même, les Céphalopodes ne tiennent plus qu'une place très restreinte dans la faune actuelle, et cela depuis la fin des temps secondaires, alors qu'au début du Primaire pullulaient les Nautiloïdés, qui ne sont plus représentés, depuis la fin du Trias, que par le seul genre Nautile actuel, qui s'est perpétué, durant ce long espace de temps, sans subir de modifications bien importantes. Ces Nautiloïdés furent remplacés dans leur rôle stratigraphique par les Ammonoïdés, en pleine puissance de variation depuis la fin du Silurien et qui se montrent déjà bien développés dans les faciès franchement marins de la fin des temps primaires ; les Ammonites atteignirent tout leur développement, ainsi que chacun le sait, dans les mers des temps secondaires, où elles subirent un renouvellement presque complet à la limite du Trias et du Jurassique. Presque toutes les formes qui prédominaient au Trias s'étaient éteintes -sans descendance, et le début du Jurassique fut marqué par un formidable épanouissement de formes nouvelles, qui disparurent, à leur tour, avec les temps secondaires, après avoir montré à diverses reprises des phénomènes de vieillissement (ou de sénilité) très marqués pour certains de leurs groupes et avoir vu leur importance déjà considérablement diminuée dans les assises terminales du Crétacé. De même, les
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Bélemnites disparurent à la fin des temps secondaires, après y avoir présenté le développement que tout le monde leur connaît depuis le début du Jurassique.
Parmi les Vertébrés, les Poissons n'ont plus présenté qu'une assez faible variabilité évolutive depuis que les Poissons osseux ou Téléostéens, quoique très abondants et susceptibles de nombreuses spécialisations, eurent à peu près complètement remplacé, dans la faune ichthyologique, les Ganoïdes, types plus anciens et bien différenciés, qui ne se sont perpétués jusqu'à nos jours que par un très petit nombre de formes. Quant aux Squales ou Sélaciens, qui habitaient autrefois en grand nombre les mers de nos régions, ce sont des types assez inférieurs et qui n'ont subi que des variations assez faibles jusqu'à nos jours. Les Batraciens aussi sont restés très semblables les uns aux autres et tout à fait analogues aux types actuels, depuis qu'ils n'ont plus joué qu'un rôle accessoire dans la faune, à la suite de la disparition des grands Stégocéphales, si abondants à la fin des temps primaires et au Trias.
Quant aux Reptiles, nés vers la fin des temps primaires et très abondants durant le Secondaire, où ils se sont montrés susceptibles des adaptations les plus variées à tous les genres de vie — puisqu'on y trouve depuis des types nageurs de haute mer jusqu'à des formes géantes quadrupèdes, à régime Carnivore ou herbivore, et même jusqu'à des formes volantes — ils n'ont plus joué qu'un rôle insignifiant et, en même temps, les formes persistantes sont restées très semblables à elles-mêmes à partir du début des
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temps tertiaires, où ils ont été remplacés dans la faune des Vertébrés par les Mammifères.
Ceux-ci étaient apparus beaucoup plus tôt ; mais leur puissance de variation semble avoir sommeillé durant les temps secondaires (sauf peut-être en quelques régions encore mal connues). Ce n'est qu'à partir du début de la période tertiaire, à la suite de l'extinction presque entière de la grande faune reptilienne secondaire, qu'il y eut dans nos régions une véritable explosion de formes adaptées aux genres de vie les plus divers, formes dont les ancêtres existaient peut-être auparavant, mais sans avoir, du moins, acquis jusque-là d'importance dans la faune des régions actuellement étudiées. Comme, d'autre part, les formations terrestres connues se multiplient dans les couches tertiaires, alors qu'elles sont très rares dans les dépôts conservés des époques géologiques antérieures, les Mammifères prennent donc, à un double titre, le rôle de fossiles caractéristiques pour les temps tertiaires, jusqu'à la fin desquels ils ont continué à montrer une grande puissance de variation.
Mais, pour les dépôts marins du Tertiaire, il ne peut naturellement être question de prendre les Mammifères comme caractéristiques des divisions stratigraphiques, quoiqu'un petit nombre d'entre eux aient pu s'adapter à la vie marine. Pendant longtemps, tant que les divisions des assises tertiaires étaient établies en partant des bassins de Paris et du Sud-Est de l'Angleterre, seules régions jusqu'alors étudiées en détail par les géologues parisiens et anglais, ce furent les Mollusques Lamellibranches et Gastéropodes qui servirent surtout à caractériser ces
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divisions. Mais les recherches plus récentes, qui se sont multipliées dans les régions plus méridionales et jusquedans celles qui avoisinent l'Equateur, sur tout le pourtour du globe terrestre, ont généralisé la connaissance de faciès à Foraminifères de grande taille. Ces êtres inférieurs, qui ont déjà servi de fossiles caractéristiques pour certaines couches du Crétacé supérieur, se sont montrés susceptibles, à la fois, d'une dispersion géographique très étendue et d'une variabilité assez grande, en sorte qu'actuellement ce sont eux qui sont employés, toutes les fois que c'est possible, pour l'établissement des divisions stratigraphiques et pour les comparaisons d'âge des couches marines tertiaires dans lesquelles ils se rencontrent.
Ce seront donc, en résumé, suivant l'âge géologique, les uns ou les autres des fossiles des groupes précédents qui auront une aire de dispersion suffisamment étendue et qui pourront se trouver simultanément assez répandus dans plusieurs faciès différents d'une même époque géologique pour servir à caractériser celle-ci. Ce sont eux qui, en effet, nous permettront de démontrer le synchronisme des couches isopiques à grande distance et aussi celui des dépôts hétéropiques. Il importe d'ailleurs de noter que, pour ces derniers, leur synchronisme pourra ne s'établir que de proche en proche, car évidemment la proportion des fossiles caractéristiques stratigraphiques qui leur seront communs sera toujours assez faible ; on sera souvent amené à utiliser successivement plusieurs formes, chacune d'elles n'étant commune qu'à un petit nom-
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bre de faciès différant assez peu les uns des autres, ce qui permettra de démontrer d'abord le synchronisme des couches des faciès A et B, puis celui des couches des faciès B, C et D, puis celui des couches présentant des faciès D et E, etc.
La difficulté deviendra évidemment plus grande, lorsqu'il s'agira de démontrer la contemporanéité de faciès correspondant à des modes de formation très différents, par exemple d'établir que des couches marines, lagunaires, lacustres et fluviatiles sont de même âge. Il arrivera que ces faciès soient contigus et qu'ils passent l'un à l'autre de façon à peu près insensible, en sorte que la présence, dans leurs faunes, de certaines formes communes, ayant pu s'adapter à un degré de salure variable des eaux, permettra d'établir leur synchronisme ; celui-ci sera d'ailleurs confirmé par l'observation de la disposition réciproque des couches, qui se montrent alors en continuité latérale les unes par rapport aux autres. Mais, si l'on n'a pas les intermédiaires qui permettent de constater cette transition paléontologique ou stratigraphique, s'il s'agit, par exemple, de reconnaître directement que certaines couches franchement lacustres sont contemporaines de dépôts nettement marins, la question pourra rester insoluble, ou, du moins, sa solution ne résultera que de la rencontre de circonstances accidentelles et extérieures aux faciès quil s'agit de comparer.
Par exemple, les mêmes êtres terrestres ou aériens (Vertébrés, Mollusques terrestres, Insectes, Végétaux terrestres, etc.) pourront avoir été entraînés simultanément, par les eaux de
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ruissellement ou par les cours d'eau de l'époque, à la fois dans le lac et sur les rivages de la mer en question, et ils permettront ainsi, s'il s'agit de formes dont l'âge est bien caractérisé^ d'établir le synchronisme cherché.
Je citerai encore un autre exemple, qui comporte un critérium d'une nature très différente de celle du précédent. Au lieu d'un caractère paléontologique accidentellement commun, c'est une raison d'ordre stratigraphique qui va nous servir. C'est elle qui a permis à Hébert, en 1860, ainsi que je l'ai dit précédemment, de démontrer le synchronisme du gypse de Montmartre, formé par sursaturation d'eaux marines, et du Ces calcaire travertin d'eau douce de Champigny. deux formations, quoique passant latéralement l'une à l'autre, ne peuvent évidemment avoir aucun autre fossile commun que ceux qui auraient été accidentellement entraînés à la fois dans les eaux sursalées ou entièrement dessalées. Cette circonstance locale faisant ici défaut, nous sommes dans le cas général où les couches à comparer sont de faciès entièrement différents, tant au point de vue pétrographique qu'au point de vue paléontologique, c'est-à-dire n'ont aucun fossile caractéristique commun et, d'autre part, ne passent pas latéralement Tune à l'autre. Le seul critérium applicable consiste alors à constater que les deux couches B et B1 à comparer sont intercalées entre deux autres couches identiques A et C, dans les deux coupes observables les plus voisines (fig. 1).
Pour que la démonstration soit rigoureuse, il faut d'ailleurs faire la preuve :
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i° Que la sédimentation a été continue dans chacune des deux séries à comparer, A B C et A B1 C, sans quoi B pourrait correspondre à une lacune de la série A B1 C, et inversement B1 à une lacune de la série ABC;
20 Que B et B1 ne peuvent être considérés,
en tout ou en partie,
q comme résultant d'une
^.^^•■••■••■••ri^rr-.v.v; modification latérale £^ffl£JSS' du faciès de la partie A supérieure de A ou de
Fig 1 la partie inférieure de
C, c'est-à-dire, par exemple, que B ne peut être considéré comme représentant, à la fois, la couche B1 et une portion de la couche sus ou sous-jacente. Pourcela, il faudra évidemment que les couches A etC des deux séries soient non seulement identiques par leur faciès, c'est-à-dire lithologiquement et paléontologiquement, mais qu'elles le soient aussi par leur épaisseur, et, en outre, ce critérium n'aura de valeur démonstrative que si les deux coupes géologiques où ont été observées les deux séries A B C et A B1 C sont relevées en des localités très voisines l'une de l'autre. Cela est d'ailleurs le cas pour l'exemple indiqué, où les couches'A sont les marnes à Pholadomya ludensis\ et les couches C, les marnes supra-gypseuses.
La seconde des causes d'erreur que je viens de signaler peut constituer une difficulté insoluble lorsque l'identité de faciès des couches encaissantes n'est fondée que sur des caractères pétrographiques seuls, ainsi que cela a lieu dans .maintes régions où les fossiles sont très rares ou
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même absents. Dans ce cas, on peut n'arriver jamais qu'à des présomptions de synchronisme pour les couches B et B1, ainsi que pour les limites supérieure et inférieure des couches A et C, et cela découle d'une autre question d'ordre général, presque aussi importante que la précédente pour la méthode en stratigraphie et dont je vais m'occuper maintenant.
Les couches de même faciès ne sont pas toujours synchroniques, c'est-à-dire isopiques ; elles peuvent ne pas correspondre rigoureusement à un même âge géologique et n'être qiïhomotaxes (Huxley) on équivalentes (Haug).
Cela est évident si le faciès de ces couches
Fig. 2
a, Poudingue de base et sable. — b, Argile (la flèche indique le sens de la transgression marine).
n'est défini que par des caractères lithologiques, à cause de l'absence ou de l'extrême rareté des fossiles. Dans des localités différentes d'une même mer, des dépôts formés de matériaux semblables et arrangés de façon identique ont évidemment pu se faire à des' époques différentes. C'est souvent le cas, par exemple, pour les dépôts de conglomérats littoraux qui se sont produits lors de l'invasion graduelle et lente d'un continent par la mer et qui, se mon-
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trant partout à la base des couches transgressives [poudingue ou conglomérat de base), sont évidemment d'âge variable, puisque, en chaque point, leur âge est celui du moment où la transgression marine avait atteint ce point (fig. 2). Cela est d'ailleurs démontré aussi par leur passage latéral à des couches de plus en plus récentes, lorsqu'on marche dans le sens de la transgression marine.
Je ne multiplierai pas ici les exemples de cette obliquité de certains faciès pétrographiques par rapport à la stratification des couches ; pourtant j'en crois devoir encore citer un exemple particulièrement topique, parce que la démonstration de cette obliquité y est fondée sur des documents paléontologiques. Tout récemment, M. Boussac a montré qu'on doit attribuer un tel caractère aux couches qui constituent la base de la série nummulitique dans le bassin du Var, bien que ces couches revêtent un tout autre faciès pétrographique que les conglomérats de base. Le Nummulitique y débute toujours par une assise calcaire, primitivement continue et à caractères pétrographiques assez constants; or, cette assise, de Puget-Théniers à Entrevaux, renferme une faune auversienne, tandis que, plus à l'ouest, par exemple à Annot, elle contient une espèce de Nummulite caractéristique du Priabonien i
1. L'Auversien correspond à la partie inférieure, franchement marine, du Bartonien de Munier-Chalmas et de Lapparent, c'est-àdire aux « sables moyens » des anciens géologues parisiens. Quant au Priabonien de M. Boussac, c'est l'équivalent des couches, à faciès principalement lagunaires, qui, dans le Bassin de Paris, forment le Bartonien proprement dit, partie supérieure de l'ancien Bartonien de Munier-Chalmas et de Lapparent, et le Ludien tout entier, c'est-à-dire toutes les masses de gypse des environs de Paris qui se rencontrent au-dessous des marnes supra-gypseuses. f
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(fig. 3). Si, inversement, en partant de Puget- Théniers, on se dirige vers Test ou le sud-est, en arrivant aux environs de Sospel ou de Menton, ce calcaire de base de la série nummulitique contient une faune lutétienne. De même, certaines formes de la faune des marnes bleues qui viennent au-dessus de ces calcaires montrent que leur base, qui est encore auversienne à
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Fig. 3
a, Calcaire nummulkique, sableux à la base, d'âge variable. h, Marnes bleues.
Puget-Théniers, est déjà du Priabonien moyen à Annot et remonte jusqu'au Priabonien supérieur à Barrême.
Dans cet exemple emprunté à M. Boussac, ce ne sont donc pas de simples raison stratigraphiques qui conduisent à admettre que la distribution des faciès pétrographiques est oblique à la superposition stratigraphique des étages : la démonstration du caractère homotaxe de ces faciès est fournie par les documents paléontologiques, du moins par une partie d'entre eux. On pourrait d'ailleurs dire, si l'on interprète le terme de faciès homotaxe d'une façon très rigoureuse, que, dans le cas présent, ces faciès de calcaire nummulitique et de marnes bleues ne sont pas rigoureusement homotaxes, puisque l'ensemble de leurs caractères, lithologiques et paléontologiques, n'est pas identique. Mais nous allons
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voir qu'il existe effectivement des faciès entièrement identiques, aussi bien pêtrographiquement que paléontologiquement, et qui, cependant, ne sont qiChomotaxes et non isopiques. Cela tient à ce que, dans l'interprétation des faits de cet ordre, on ne peut pas plus attribuer une valeur absolue aux caractères paléontologiques qu'aux caractères pétrographiques, du moins sans critique préalable. Pour affirmer ou infirmer le synchronisme des couches, il faut soigneusement discuter la valeur stratigraphique des fossiles desquels on se sert et ne s'appuyer que sur ceux que j'ai précédemment désignés sous le nom de fossiles caractéristiques de l'âge géologique ou de bons fossiles stratigraphiques.
Nous avons vu, en effet, que souvent les fossiles les plus abondants, du moins dans certains faciès, sont exclusivement liés aux conditions de formation des dépôts qui les renferment et que, d'autre part, si celles-ci sont restées identiques, ces êtres ont pu persister sans variations appréciables durant plusieurs horizons ou même plusieurs étages géologiques successifs, dont l'existence est démontrée par la présence de fossiles caractéristiques stratigraphiques, qui avaient fortement varié pendant ce temps.
Mais nous savons déjà que les faciès d'eau douce e't lagunaires, et même certains faciès marins très spéciaux, ne contiennent que très accidentellement des fossiles de cette seconde catégorie. Cette circonstance rendra très difficile leur détermination d'âge, c'est-à-dire la recherche de leur contemporanéité avec les faciès hétéropiques marins normaux dans lesquels ont été établis les horizons stratigraphiques classiques.
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Tels sont, par exemple, parmi les divers faciès que peuvent présenter les couches marines jurassiques, celui des formations coralliennes (formations récifales proprement dites et cortège accessoire de calcaires oolithiques, de vases coralliennes, etc.) et des calcaires édifiés par d'autres organismes constructeurs (Spongiaires, Bryozoaires, etc.), où manquent, le plus souvent, les Ammonites sur lesquelles est fondée la subdivision des terrains jurassiques en zones stratigraphiques. Comme, d'autre part, la faune propre des formations coralliennes jurassiques reste sensiblement la même dans les diverses localités, aussi bien pour les Polypiers constructeurs des récifs que pour les autres animaux qui peuplaient ceux-ci (Echinides des genres Cidaris, Hemicidaris, Glypticus, etc. ; Mollusques Lamellibranches et Gastéropodes a test très épais, tels que les Diceras, le Pachycardium corallinum, les Nérinées, etc.), les anciens géologues avaient considéré ces dépôts coralliens comme tous synchroniques et d'Orbigny les avait tous réunis dans son Étage Corallien.
Nous avons vu précédemment que l'individualité de cet étage a été soutenue avec acharnement par Hébert, quoique les observations allassent en se multipliant qui démontraient que, vers leurs bords, ces formations coralliennes viennent se terminer par des intercalations régulières au milieu d'assises marines à Ammonites, d'âge variable suivant les régions : de temps à autre d'ailleurs, au milieu des couches coralligènes se rencontrent des intercalations de bancs d'un caractère moins spécial et qui peuvent, par suite, renfermerdes formes fossiles communes
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avec les faciès non coralliens (fig. 4). Toutes ces raisons ont permis de constater avec certitude que les formations coralliennes en question commencent au sommet de l'étage Oxfordien dans le nord et le nord-est du Bassin de Paris; elles se poursuivent ensuite dans les étages plus élevés, Rauracien,Séquanien, Kimmeridgien et Portlandien, mais en s'y déplaçant graduellement vers le sud, suivant une loi régulière. Elles ont reculé au sud du « détroit de la Côte d'Or » et, après avoir
Fig- 4 a, Formations coralliennes. — h, Dépôts marins normaux.
quitté ainsi le Bassin de Paris,, elles ont gagné des régions de plus en plus méridionales du Jura.
Malgré l'identité presque absolue de la faune de ces récifs dans les diverses localités, ils y sont donc d'âge très variable et, par suite, l'ancien étage Corallien de d'Orbigny et Hébert ne constitue plus, pour les géologues actuels, qu'un Jaciès corallien homotaxe (au sens le plus étroit de ce terme), qui peut se rencontrer à une hauteur quelconque dans les couches du Jurassique supérieur du Bassin de Paris et du Jura, ou plutôt qui s'est déplacé dans ces couches suivant une loi que je viens d'indiquer sommairement.
Il faut d'ailleurs noter que ce recul des récifs vers les régions de plus en plus méridionales de l'est de la France se poursuit encore au Crétacé
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dans les régions subalpines et rhodaniennes. Mais alors, si les caractères lithologiques peuvent se retrouver les mêmes, la faune avait sensiblement évolué, et il n'est plus possible de considérer ces formations comme équivalentes de celles du Jurassique/Toutefois, pour ces faciès coralligènes du Crétacé, des questions analogues à celles du Corallien du Jurassique se sont posées et ont été finalement résolues de la même façon; on sait actuellement que YUrgonien, du Crétacé inférieur, d'abord considéré comme un étage indépendant superposé au Néocomien, n'est qu'une formation corallienne qui peut envahir inégalement les deux étages Barrémien et Aptien. De même, les couches à Hippurites, d'abord considérées comme localisées dans un seul étage, dit Provencien, se montrent échelonnées à des hauteurs très variables dans le Crétacé supérieur.
Ces quelques exemples suffisent à montrer que la Paléontologie peut être parfois en défaut, tout comme la Pétrographie, dans l'appréciation du synchronisme des couches de même faciès, lorsqu'il s'agit de certains faciès très spéciaux. On touche alors aux questions les plus délicates de la Stratigraphie, et l'acharnement avec lequel ces questions ont été discutées par plusieurs des géologues qui ont laissé les noms les plus illustres en cette science suffit à montrer quelle est la difficulté de ces questions.
Nous pouvons maintenant admettre qu'après avoir approfondi les considérations que je viens
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d'esquisser sommairement, nous serons en possession des méthodes qui nous permettront, sauf dans certains cas particuliers tout à fait exceptionnels, de reconnaître un même horizon ou un même étage géologique au travers de ses multiples faciès hétéropiques et, aussi, de ne pas confondre des faciès simplement équivalents ou homotaxes de couches d'âges différents avec les faciès isopiques de couches contemporaines. Étant ainsi capables d'éviter, dans la mesure du possible, les erreurs stratigraphiques dont j'ai indiqué les principales causes, nous serons en mesure d'aborder les questions fondamentales de la Géologie et d'essayer de remplir le programme que j'ai assigné plus haut à cette science.
Lorsque nous saurons suivre les anciennes couches dans leurs variations de faciès hétéropiques, et même au travers de leurs changements de faciès ultérieurs, nous pourrons étudier en détail les déformations et dislocations tectoniques très variées, accidents d'ordre géométrique et d'origine mécanique, parfois compliquées jusqu'à devenir presque invraisemblables, qui ont souvent atteint ces anciennes couches, en même temps que les modifications chimiques et minéralogiques qu'elles ont subies et qui, à des degrés divers, constituent les phénomènes de diagenèse et de métamorphisme. Il sera intéressant de poursuivre ainsi la recherche des faciès originels jusque dans certaines régions où les anciens sédiments ont acquis une structure entièrement cristalline (schistes cristallins) et où ils ont même pu atteindre, par une refusion plus ou moins complète suivie d'une cristallisation ultérieure, l'état actuel du granité et des roches voisines.
La comparaison des régions où se sont produites ces modifications dans la disposition géométrique et la composition originelles des couches montre que ces variations coexistent souvent de telle façon qu'on doit les considérer comme corrélatives, Si cet article n'était déjà trop étendu, je montrerais que cette corrélation n'est véritablement pas une relation directe de cause à effet, ainsi qu'on l'a soutenu, mais qu'elle est le résultat de la coïncidence de deux effets, successifs ou à peu près simultanés, d'une même cause. Cette concordance tient, en effet, à ce que ces modifications ultérieures ont principalement affecté les couches qui se sont formées dans certaines aires de Técorce terrestre, dites aires géosynclinales \ dont l'importance considérable a été surtout mise en évidence par M. Haug et dont l'individualisation a été souvent très ancienne, et il est facile de démontrer que ces modifications sont la conséquence naturelle de l'existence et des caractères de ces gêosynclinanx.
Enfin, nous pourrons chercher à atteindre le but final que j'ai assigné plus haut à la Géologie lorsque nous connaîtrons les divers faciès hétéropiques correspondant aux époques géologiques successives, si nous pouvons remonter à leurs caractères originels, aussi bien paléontologiques que pétrographiques, et si nous en connaissons bien exactement la répartition à la surface du globe. Dans la reconstitution des conditions géographiques anciennes, nous devrons évidemment partir de l'époque actuelle et, par comparaison avec les faciès des formations qui s'y
i. Voir Revue du Mois, n° 54, p. 705-716.
LEON BERTRAND
produisent, chercher à déterminer les conditions biologiques, physico-chimiques et géographiques qui ont dû motiver autrefois la production des divers faciès anciens, à la lumière de celles qui déterminent aujourd'hui l'existence de faciès aussi voisins que possible de ceux que nous aurons à interpréter.
Léon Bertrand,
Protesseur-adjoint à la Sorbonne.
PALÉOBOTANIQUE
La paléobotanique ne saurait avoir la prétention de constituer une science autonome, avant ses méthodes à elle : elle n'est qu'une branche de la botanique, et ne peut connaître d'autres disciplines que celles de la morphologie. Elle mérite pourtant d'être envisagée à part, à raison des conditions très spéciales qui résultent pour elle de l'état dans lequel se présentent les objets compris dans son champ d'études.
Le naturaliste qui étudie les êtres vivants se trouve en général en face d'individus complets, qui s'offrent à lui avec tous leurs organes et dont il peut examiner toutes les parties, aussi bien dans leur structure interne que dans leur forme extérieure. Que si les matériaux dont il dispose sont insuffisants, il peut toujours compter s'en procurer de meilleurs, moyennant peut-être des explorations plus ou moins lointaines, plus ou moins difficiles, pour lesquelles, s'il n'est en mesure de s'y livrer lui-même, il lui sera loisible3 de réclamer le concours de collecteurs étrangers; et il attendra, pour se prononcer, d'avoir obtenu de nouveaux spécimens susceptibles de l'éclairer. Un botaniste, par exemple, qui n'aurait entre les mains que les feuilles d'un type végétal nouveau,
R. ZEILLER
s'abstiendrait vraisemblablement de lui chercher une place dans la classification jusqu'au jour où ces premiers échantillons seraient complétés par d'autres, plus significatifs au point de vue systématique.tels que des appareils floraux ou des fruits.
Le paléobotaniste n'a pas les mêmes ressources : il peut multiplier les recherches et accumuler les matériaux, sans parvenir à mettre la main sur les documents décisifs qui lui seraient nécessaires pour résoudre le problème qui l'occupe. A cet égard, et bien qu'il ne soit pas plus maître des résultats de ses fouilles, le paléozoologiste est mieux partagé : pour la plupart des groupes d'animaux, pour ceux notamment dont les restes sont les plus nombreux dans les roches sédimentaires, Mollusques, Rayonnes, Crustacés, il en retrouve généralement les coquilles ou les carapaces intactes, et leur comparaison avec les appareils similaires du monde vivant lui permet de déterminer avec certitude les relations des formes disparues avec les formesactuelles; pour les Vertébrés mêmes, les cadavres en ont été le plus souvent enfouis tout entiers, qu'il s'agisse de Mammifères aussi bien que de Poissons ou de Reptiles, et nombreux sont les squelettes d'animaux fossiles qu'on a pu exhumer et étudier dajis leur intégrité ; et encore lorsqu'on n'en retrouve que quelques ossements, est-il néanmoins possible, dans la plupart des cas, grâce aux données fournies par l'anatomie comparée, de tirer de leur examen des conclusions certaines sur les êtres auxquels ils ont appartenu.
Pour les plantes fossiles, exception faite de quelques types, tels notamment que certaines Algues, on ne les trouve pour ainsi dire jamais
P À L KO II O TA Niq UE
qu'a l'état de débris épars, dissociés, les divers membres d'une même plante s'étant séparés, les feuilles d'une part, les appareils floraux ou fructificateurs de l'autre, s'étant détachés de leurs supports indépendamment les uns des autres, et s'étant. en outre bien souvent fragmentés, avant d'être entraînés dans les bassins de dépôt, ces supports eux-mêmes, tiges ou rameaux, ayant été enfouis à leur tour à une distance plus ou moins grande des organes qu'ils avaient portés. Dans ces conditions, c'est un problème singulièrement ardu que celui de la reconstitution des végétaux représentés par de semblables débris, les restes des appareils fructificateurs étant presque toujours beaucoup plus rares que ceux des appareils végétatifs, caulinaires ou foliaires, et l'étude de ceux-ci ne. pouvant suppléer à l'absence des premiers, la connaissance de la constitution de l'appareil floral ou fructificateur faisant, comme on sait, la base essentielle de la classification botanique.
Aussi l'étude des plantes fossiles n'a-t-elle été sérieusement abordée et n'est-elle entrée dans une voie vraiment scientifique que bien longtemps après celle des fossiles animaux, les premiers essais, fort rudimentaires et imparfaits, de constitution d'un cadre dans lequel elles pourraient prendre place, ne datant que de 1820, avec les premières désignations binominales proposées par Schlotheim et par Sternberg ; et ce fut seulement un peu plus tard, en 1822, que furent établies par Adolphe Brongniart les lignes directrices d'une classification réellement méthodique, qui devait ensuite se développer et se préciser peu à peu.
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En principe, la voie à suivre s'impose d'ellemême : il faut comparer les restesvégétaux qu'on a sous les yeux à des types déjà connus, d'attribution systématiqueindiscutée, peser les ressemblances et les différences, et chercher à déduire, des résultats de cette comparaison, les affinités naturelles des restes étudiés, afin de leur assigner la place qu'ils doivent occuper dans la classification. Les éléments d'appréciation fournis par les matériaux recueillis varient, d'ailleurs, suivant leur mode de conservation. Tantôt on a affaire à des débris végétaux ayant conservé leur structure interne, grâce à la pénétration de leurs tissus par des matières minérales, telles que la silice ou le carbonate de chaux; on obtient en ce cas de précieux renseignements sur leur constitution anatomique, mais alors ils sont le plus souvent noyés dans une masse pierreuse avec laquelle ils font corps et ne laissent rien voir de leurs caractères morphologiques externes. Tantôt, au contraire, la matière végétale enfouie dans les sédiments ne leur a rien emprunté, elle a subi seulement une décomposition partielle, une sorte de carbonisation, et les restes de plantes qui nous parviennent dans cet état se présentent sous la forme de lames ou de plaques charbonneuses, d'épaisseur variable suivant la nature des organes auxquels on a affaire, étalées à plat sur les lits de stratification de la roche, montrant nettement les contours de leur forme extérieure, avec les accidents les plus délicats de leur surface, mais leur structure interne est à peu près complètement oblitérée, et l'étude anatomique en est devenue impossible ; parfois, cependant, certains éléments sont restés pour ainsi dire inal-
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térés,etl'on peut, enattaquant la masse charbonneuse par des réactifs oxydants, isoler, par exemple, soit Tépiderme, soit les spores ou les grains de pollen demeurés contenus dans les enveloppes qui les renfermaient, et tirer de leur examen d'utiles renseignements.
Tels sont, pour s'en tenir aux cas les plus habituels, les matériaux dont on dispose et dont il faut s'efforcer de tirer parti. Lorsqu'il s'agit d'organismes de petite taille ou composés de parties toutes semblables les unes aux autres, ainsi qu'il arrive notamment pour les Algues incrustantes, dont l'accumulation a formé sur certains points, presque sans mélange, et sans altération de la structure, des sédiments importants, le paléobotaniste a la partie belle : les plantes se présentent à lui presque telles qu'elles étaient à l'état vivant, et d'autant plus aisément comparables aux types actuels de la même classe que, jusqu'ici du moins, toutes celles de ces Algues qu'on a pu observer, Siphonées, Diatomées, Corallinacées, n'ont ofifert,par rapport aux représentants actuels de ces mêmes familles, que des différences de même ordre que celles constatées parmi ces derniers, et cela quel que soit leur âge, bien que pourtant certaines d'entre elles appartiennent aux périodes les plus anciennes de l'histoire de la terre, au Silurien ou au Cambrien.
Mais c'est là malheureusement, ainsi qu'il a déjà été dit, un cas exceptionnel, ou tout au moins fort rare, et pour les végétaux supérieurs le problème est singulièrement plus difficile, à raison de la complexité de leur constitution, de la diversité de leurs membres et de l'absence
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habituelle de connexion entre les restes de ceux-ci. Les difficultés sont, au surplus, de nature variable, dépendant, au moins dans une certaine mesure, de l'âge des échantillons qu'il s'agit d'étudier. Les débris de végétaux qui proviennent de terrains relativement récents offrent en général une ressemblance marquée avec les types actuels, et Ton est fondé à penser qu'ils proviennent de plantes alliées d'assez près à ceux-ci, Ce sont, par exemple, des feuilles détachées, qui suggèrent parfois, au premier coup d'œil, Tidée de tels ou tels des végétaux qui nous sont familiers, ou dont nous pouvons espérer trouver les similaires en compulsant les échantillons d'un herbier suffisamment complet : le problème consiste alors à rechercher, parmi toutes les feuilles de la flore vivante analogues par leur forme générale, leurmode de découpure, la disposition de leurs nervures, aux feuilles fossiles étudiées, celles qui s'en rapprochent le plus et à apprécier à leur juste valeur, avant de formuler une conclusion, les ressemblances et les différences qu'aura fait ressortir l'examen approfondi des unes et des autres. C'est là, ainsi qu'il est facile de le comprendre, une recherche délicate^ exigeant de la part de celui qui s'y livre à la fois une connaissance des plus étendues de la flore actuelle et une grande sagacité d'appréciation ; et dans plus d'un cas des rectifications ont dû être apportées ultérieurement à des jugements qui avaient semblé tout d'abord des mieux motivés. Lorsqu'il s'agit, au contraire, de végétaux anciens, de ceux notamment de la période paléozoïque, on est en présence, associés les uns aux autres, de types singulièrement différents de
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ceux de la flore vivante, ea face desquels les premiers observateurs se sont souvent trouvés déroutés, et de types qui semblent au contraire pouvoir être tout naturellement placés à côté de certains d'entre ceux que nous avons aujourd'hui sous les yeux, mais dont les ressemblances extérieures avec ces derniers peuvent être parfois quelque peu décevantes, ainsi que l'événement Ta prouvé. Quelques exemples ne seront pas inutiles pour montrer comment nos connaissances se sont perfectionnées et précisées, et de quelles difficultés on a eu à triompher.
L'un des types des flores anciennes les plus éloignés de ceux qui vivent aujourd'hui s'est présenté sous la forme de grandes feuilles rubanées, à nervures parallèles, qu'on a désignées sous le nom générique de Cordaïtes, et qu'on a tout d'abord attribuées à des Monocotylédones, en se fondant, il est vrai, sur des ressemblances plus superficielles que réelles ; on avait songé plus tard, mieux éclairé sur leurs véritables caractères extérieurs, à les comparer à des folioles de Cycadinées, mais sans pouvoir fixer leur véritable place. Le problème de leur attribution ne s'est finalement résolu que grâce aux persévérantes recherches de M. Grand'Eury dans le bassin de Saint-Etienne, où elles se montraient particulièrement abondantes, et où il est parvenu à réunir une incomparable série de documents permettant de reconstituer leur histoire : feuilles encore attachées aux rameaux qui les avaient portées, branches munies à la fois de feuilles et d'inflorescences mâles ou femelles, troncs debout, encore fixés par leurs racines dans le sol où ils
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avaient vécu et sur lequel s'étaient accumulés les restes de leur feuillage et de leurs appareils floraux, et enfin fragments silicifiés de ces divers membres se prêtant, grâce à leur parfaite conservation, à une étude anatomique aussi complète que s'il s'agissait de plantes vivantes. La mise en œuvre de tous ces matériaux a permis, en fin de compte, à MM. Grand'Eury et Renault d'établir qu'on avait affaire là, non pas seulement à un genre spécial, mais aune classe particulière de Gymnospermes, ayant des affinités, d'une part avec les Cycadinées, d'autre part avec les Conifères, bien distincte pourtant des unes et des autres, remarquable notamment par la spécialisation et l'organisation élevée, de ses appareils floraux. Parle fait, les Cordaïtées n'ont plus d'analogues dans le monde vivant et diffèrent tellement de toutes les formes actuelles, que la comparaison, avec ces dernières, de débris forcément incomplets ne pouvait suffire à faire la lumière à leur égard : la méthode comparative et inductive ne trouvait doncpas son application, et il a fallu les étudier pour elles-mêmes, abstraction faite de toutes relations avec d'autres types, après une longue et patiente accumulation de matériaux, poursuivie avec une rare sagacité et sur des gisements particulièrement riches.
Pour la plupart des autres végétaux paléozoïques, les différences par rapport aux types vivants étaient heureusement moins profondes, et la comparaison avec ceux-ci a pu faire ressortir des affinités non contestables ; elle a cependant conduit parfois à des déductions inexactes, à raison de l'importance attribuée à certains caractères qui, n'ayant été observés dans le monde
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actuel que chez certains groupes, avaient été considérés à tort comme significatifs au. point de vue systématique, et dont la valeur relative n'a été sainement appréciée qu'après de longues discussions, à la suite d'observations définitivement convaincantes. Je veux parler notamment de la présence, dans les tiges ou les rameaux, d'un bois secondaire à développement centrifuge, tel qu'en possèdent les Gymnospermes et les Angiospermes dicotylédones et qu'elles sont aujourd'hui seules à posséder ; Brongniart et avec lui de nombreux paléobotanistes voyaient, dans l'existence de ce bois, un caractère essentiellement phanérogamique, et cette idée a donné lieu à bien des hésitations et des divergences dans l'interprétation de certains types , des plus répandus dans la flore houillère, appartenant les uns aux Equisétinées, les autres aux Lycopodinées.
De très bonne heure on avait attribué aux Equisétinées les tiges du terrain houiller désignées sous le nom de Calamités, à raison de la concordance des caractères très spéciaux qu'elles offraient avec ceux des Prèles actuelles : tiges régulièrement articulées, munies de cannelures longitudinales alternant aux nœuds, et pourvues à leur intérieur d'une grande lacune axiale interrompue à chaque articulation ; sans connaître encore ni leur structure interne ni leur appareil fructificateur, on avait jugé cette organisation générale assez caractéristique pour légitimer leur classement à côté des Equisetum. Un peu plus tard, l'examen de tiges semblables à structure conservée y révélait un bois secondaire parfois très épais, à développement centrifuge, dont la
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présence était jugée incompatible avec l'attribution aux Cryptogames vasculaires, et l'on en venait à conclure qu'il avait existé à l'époque houillère deux groupes de tiges calamitoïdes bien différents malgré leur apparente similitude, les unes herbacées, appartenant bien aux Equisétinées, les autres ligneuses, plus ou moins apparentées aux Conifères, à en juger par la constitution de leur bois. Et cependant, si l'on faisait abstraction de ce bois secondaire, ces tiges offraient, avec les Eqaisetiim, une frappante identité de structure, ainsi qu'il ressortait notamment des recherches des paléobotanistes anglais, Binney, Williamson et Scott, qui tenaient pour l'attribution intégrale de tous ces Calamités aux Equisétinées : quelques épis de fructification avaient bien été trouvés, offrant eux-mêmes un bois secondaire plus ou moins développé, mais ils prêtaient encore à la discussion, les corps reproducteurs qu'ils renfermaient pouvant être interprétés à volonté ou comme des spores ou comme des grains de pollen, et laissant ainsi l'attribution indécise entre les Cryptogames et les Phanérogames. Les dernières incertitudes ont enfin disparu devant la découverte d'épis possédant un axe ligneux avec bois secondaire ou dépendant de tiges calamitoïdes munies d'un bois secondaire bien développé, et renfermant à leur intérieur deux sortes de spores, microspores et macrospores, c'est-à-dire appartenant sans doute possible à l'embranchement des Cryptogames vasculaires, et établissant ainsi qu'il s'agissait bien d'Equisétinées, mais d'Equisétinées ayant possédé un bois secondaire centrifuge.
Pour les tiges houillères de la classe des Lyco-
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podinées,le problème était plus complexe, à raison de ce fait qu'on était en présence de deux types différents, les Lépidodendrons et les Sigillaires, et que, si l'attribution des uns paraissait définitive, celle des autres n'était rien moins que certaine et pouvait prêter à bien des discussions. Les Lépidodendrons, caractérisés notamment par leurs coussinets foliaires contigus, à contour rhomboïdal, par leur ramification dichotomique répétée, à rameaux ultimes ressemblant à des branches de Lycopodes, avaient été trouvés de bonne heure avec des cônes de fructification encore attachés à ces rameaux, et l'étude de ces cônes avait révélé une constitution conforme à celle des épis des Lycopodinées actuelles; l'étude d'échantillons à structure conservée et bien reconnaissablés à leurs caractères extérieurs avait montré, d'autre part, les tiges de ces Lépidodendrons pourvues seulement d'un bois primaire à développement centripète et avait ainsi confirmé l'attribution du genre aux Lycopodinées, Quant aux Sigillaires, représentées par des tiges à cicatrices foliaires plus ou moins espacées, disposées en séries longitudinales bien nettes, elles n'avaient pas livré le secret de leur appareil fructificateur, mais leur structure avait pu être étudiée sur un fragment de tige silicifié, et Brongniart y avait constaté l'existence d'un bois primaire centripète entouré d'un anneau de bois secondaire centrifuge, caractère qui lui avait paru devoir faire exclure l'attribution aux Cryptogames et qui semblait de nature à autoriser un rapprochement avec les Cycadinées, les faisceaux foliaires de celles-ci possédant précisément ce caractère très particulier, d'avoir leur bois formé
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de deux séries d'éléments à développement inverse, centripète d'une part et centrifuge de l'autre. Un jour vint où les paléobotanistes anglais, Williamson principalement, annoncèrent la découverte, dans des tiges deLépidodendrons, d'un bois secondaire centrifuge semblable à celui des Sigillaires, d'où il découlait que le bois secondaire devait être considéré comme sans valeur au point de vue taxonomique, contrairement à ce qu'avaient semblé établir les observations faites sur les plantes vivantes. Mais la détermination générique des échantillons étudiés par Williamson laissait place à quelques doutes, la surface externe de ces tiges n'étant pas visible ou n'étant pas suffisamment conservée, et les paléobotanistes de l'école de Brongniart s'inscrivirent en faux contre ces conclusions, soutenant qu'il devait s'agir, avec ces échantillons, de tiges de Sigillaires, et non pas de Lépidodendrons, et persistant à voir dans ces deux genres les représentants de deux groupes bien différents. Le débat fut enfin tranché par la découverte d'un cône de Sigillaire, reconnaissable comme tel à la forme et à la disposition des cicatrices foliaires de son pédoncule, et offrant, par les macrospores qu'il renfermait, les caractères certains d'un appareil fructificateur de Cryptogame vasculaire, d'un épi de Lycopodinée hétérosporée. Peu après, d'ailleurs, de nouveaux échantillons à structure conservée étaient rencontrés, qui présentaient cette fois les caractères externes bien visibles de tiges ou de rameaux de Lépidodendrons et qui renfermaient à leur intérieur un anneau de bois secondaire centrifuge entourant le bois primaire centripète.
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Il ne fallait donc voir, en fin de compte, dans l'existence de ce bois secondaire, qu'un caractère d'adaptation, en rapport avec le grand développement de ces tiges, de Lycopodinées ou d'Equisétinées, et avec la nécessité pour elles de développer corrélativement leur appareil conducteur. La méthode comparative avait été ainsi mise en défaut par l'erreur d'appréciation qu on avait commise sur la valeur du bois secondaire en question, n'ayant pas suffisamment pris garde à certains indices de son existence chez quelques-uns des types actuels de Cryptogames vasculaires, tels notamment que les lsoétées, lesquelles semblent être, parmi les Lycopodinées du monde vivant, celles qui offrent le plus d'affinités, malgré leur taille réduite, avec les grandes Lycopodinées arborescentes de l'époque houillère.
La signification d'observations faites sur le vivant a été ainsi, par une sorte d'application inverse de la méthode comparative, précisée par les observations faites sur les fossiles, et les données fournies par la paléobotanique sont venues éclairer et compléter les connaissances botaniques.
Enfin, une combinaison de caractères plus inattendue encore que celle de l'association d'un bois secondaire avec un appareil fructificateur cryptogamique a été révélée récemment par les découvertes relatives aux frondes de la période paléozoïque dont l'attribution semblait le moins discutable, tant était frappante leur ressemblance, à tous les points de vue, avec les frondes des Fougères actuelles. La concordance était telle, sous le rapport de la forme générale, du mode de découpure, ainsi que de la nervation, que
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beaucoup d'entre elles avaient pu être comparées à des genres vivants et classées, du moins provisoirement, sous des noms rappelant ceux de ces derniers; l'étude anatomique de quelques fragments de pinnules n'avait révélé aucune discordance, et si les frondes fertiles étaient malheureusement trop rares, celles qu'on avait pu récolter avaient montré, en général, des organes de fructification offrant bien les caractères de sporanges de Fougères. Quelques types cependant, malgré la multiplication des documents, ne se présentaient jamais que sous la forme de frondes stériles, ce qui avait bien inspiré quelque surprise et suscité quelques doutes, mais il se pouvait que, comme chez bon nombre de Fougères vivantes, il y eût eu, entre les frondes stériles et les frondes fertiles, un dimorphisme assez accentué pour rendre impossible le rattachement des unes aux autres.
Il y a peu d'années, cependant, des pétioles à structure conservée, qu'onsavait appartenir à certaines de ces Fougères et dont l'étude les avait fait juger assimilables à ceux de Fougères actuelles, furent trouvés en rapport direct avec des tiges dont la constitution différait singulièrement de celles des tiges de Fougères, et dont quelquesunes,, depuis longtemps connues à l'état isolé, avaient été à peu près unanimement rapprochées des Cycadinées, offrant notamment cette particularité, observée seulement, dans le monde vivant, chez deux ou trois genres de Cycadinées, de posséder plusieurs anneaux libéroligneux successifs, ayant chacun leur bois et leur liber; d'autres rappelaient, il est vrai, certaines de nos Fougères par la disposition de leurs faisceaux
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de bois primaire, mais possédaient un bois secondaire rappelant, à certains égards, celui des Cycadinées.
En présence de telles associations de caractères, il eût été téméraire de conclure, et la solution provisoire proposée par M. Potonié, consistant à classer tous ces types ambigus sous le nom significatif de Cycadofilicinées, avait rencontré l'assentiment général. S'agissait-il de Fougères ayant offert, dans la structure de leurs tiges, des caractères cycadéens, et ayant, à l'instar des Lycopodinées de la même époque, possédé un double bois, ou bien était-on en présence de Cycadinées ayant eu un feuillage infiniment plus découpé que les représentants actuels de cette classe, et à apparence filicoïde ? Le problème était intéressant, et les recherches se multiplièrent : enfin, en 1903, les paléobotanistes anglais, MM. Oliver et Scott, M. Kidston, et peu après M. Grand'Eury en France et M. David White aux Etats-Unis, étaient assez heureux pour mettre la main sur des échantillons décisifs, desquels il ressortait qu'on avait affaire là à des plantes ayant porté des graines, mais sur leurs feuilles mêmes ou sur certaines parties de leurs feuilles, graines à structure d'ailleurs très complexe, tantôt pendantes à l'extrémité des nervures sur le bord de pinnules à peine modifiées, tantôt occupant la place de certaines pinnules, tantôt enfin situées à l'extrémité de branches nues du rachis, mais enveloppées dans des cupules plurilobées résultant sans doute d'une transformation du limbe
Rien n'était connu dans le monde vivant, non plus que parmi les plantes fossiles d'autres épo-
