CAUSES ATMOSPHÉRIOUES EN GÉOLOGIE

Les esprits préoccupés dans ces derniers temps des questions géologiques relatives à la chaleur centrale et aux soulèvements des chaînes de montagnes, ont été un peu détournés des études qui n'avaient pas un rapport direct avec ces grands et incontestables phénomènes. On a peut-être négligé les autres points importants de la géologie, et accoidé trop de puissance à des causes qui, en effet, ont donné la théorie d'un grand nombre de phénomènes inexpliqués jusqu'ici.

Dans l'appréciation de ces différentes causes une question très -vaste est restée comme une énigme, c'est celle des blocs erratiques et du terrain alluvien, en donnant à ce mot l'extension nécessaire pour lui faire comprendre tous les tcirains de Iransporl.

L'hypothèse d'une lempéralure plus basse qui aurait régné sur notre planète, et pendant laquelle les glaciers se seraient indéfiniment étendus, est en contradiction avec tous les faits, même avec ceux qui confirment cette ancienne extension.

Or, ce développement nous paraît incontestable, et l'immense dépôt des terrains de transport exige aussi que l'on admette de grands lavages, des lavages longtemps continués et rarement instantanés, comme ceux qui auraient été produits par le soulèvement d'une chaîne de montagnes et le déplacement momentané des eaux.

D'un autre côté, la présence dans les alluvions anciennes de plantes et d'animaux de pays plus chauds que les nôtres ne le sont actuellement, indique une température plus élevée que de nos jours.

Mais par une tendance naturelle à généraliser on a attribué à la chaleur centrale l'ancienne température de nos climats, sans songer qu'à l'époque diluvienne, quelque reculée qu'on la suppose, l'écorce terrestre avait sensiblement la même épaisseur qu'aujourd'hui, et que les calculs, aii moyen desquels on a reconnu que la chaleur interne était à peine sensible à la surface, pouvaient être tout aussi vrais, en retranchant par la pensée les terrains diluviens, les formations tertiaires et d'autres sédiments peut-être, pour les restituer aux continents et aux sommets d'où les eaux los avaient entraînés.

INTRODl'CTION. 3

Si une lempérature plus élevée au commencement de la période diluvienne est une chose prouvée, si celte température ne peut être attribuée à la chaleur centrale, il faut la chercher, ou dans la hauteur et la densité plus grandes de l'atmosphère , ou dans l'action directe des rayons solaires. Or, cette dernière cause paraît la seule probable, la seule possible. Le refroidissement lent et séculaire du soleil, ainsi que des autres astres de notre système planétaire, n'est pas une idée absurde ni incompatible avec ce que nous connaissons maintenant sur l'histoire des corps célestes et notamment des nébuleuses.

La généralité des phénomènes diluviens et glaciaires et surtout de ceux qui se sont développés aux deux extrémités de notre planète, exige une explication générale qui se rattache à une cause astronomique.

L'élévation de la chaleur du soleil, et, par conséquent, le passage alternatif des deux extrémités du globe, de la températuie équatoriale à un abaissement suffisant pour que l'eau puisse se congeler , donne l'explication de tous les phénomènes diluviens, du transport des blocs erratiques, de l'extension limitée des glaciers, de la liaison de tous les terrains de transport et de la faiblesse des forces agissantes actuelles, quand on compare leurs effets à ceux que devaient produire des pluies tropicales, combinées dans certaines circonstances avec un abaissement de température suffisant pour les transformer en neige.

Ainsi, loin de nous ranger du côté des glacialisles qui regardent la terre comme ayant été soumise à une période de froid très-vif et de longue durée, nous pensons, au contraire, que l'intensité des phénomènes diluviens et glaciaires tient à une élévation de température de la surface du globe, indépendante de la chaleur centrale, et liée par conséquent à l'action calorifique du soleil , dont nous admettons la diminution lente et progressive.

Si les géologues avaient pu trouver une théorie qui conciliât l'ancienne extension des glaciers avec les notions qui passent pour démontrées en géologie, ils auraient admis sans difficulté des faits aussi saillants que ceux du burinage, des galets glaciaires et des anciennes moraines.

Mais tous ceux qui se sont occupés de cette partie si curieuse de la physique du globe, ont toujours voulu chercher la cause de l'extension des glaciers dans un abaissement général de température, et dès lors naissaient des impossibilités contre lesquelles il fallait s'arrêter. Plusieurs ont nié cette extension et ont voulu voir l'œuvre de grands courants dans des lieux qui portaient réellement l'empreinte de vastes glaciers , tandis que d'autres , et surtout les géologues suisses, des preuves en main et entraînés par une sorte de conviction de localité, à laquelle on donne involontairement trop d'importance en géologie, ont cru voir des glaces envahissantes auéan-

INTRODl'CTIOM. Ô

tir la vie siu' noire globe et le couvrir de frimas séculaires.

La question, au point où elle est arrivée dans ces derniers temps ;, excile un vif intérêt. Elle est partagée entre les glacialistes qui voient l'extension illimitée des glaciers à une époque voisine de la nôtre, ceux qui veulent l'état actuel sans changement, et les glaciéristes qui admettent une sorte d'intermédiaire, acceptant à divers degrés l'extension de ce phénomène.

Au moyen des faits très-nombreux qui ont été recueillis et des études consciencieuses des géologues suisses, nous pensons que la question est avancée maintenant, et nous croyons avec un des savants les plus distingués de notre époque « que l'étude , soit « des glaciers, soit des alluvions, ne tardera pas à ame- ,, ner une certitude sur les causes de la dispersion des « blocs, en même temps qu'on arrivera à des observa- « lions tout à fait incompatibles avec la température « basse générale, nécessaire pour la théorie des glaces a universelles. » '

Nos études sur les terrains d'alluvion , faites d'abord dans le nord et le midi de la France, et celles que nous avons pu faire ensuite sur l'île primitive centrale, nous avaient fait considérei" tous ces terrains alluviens comme indépendants des phénomènes glaciaires; nous étions donc tout à fait opposé aux idées

1 Bouc, Bulletin delà Société géolog. de France ; I XIV, p. 445.

que quelques géologues avaient mises eu avant sur l'ancienne extension des glaciers, quand parut l'ouvrage de M. Agassiz.

La lecture de ce travail à la fois si intéressant et si remarquable, nous détermina à aller sur les lieux mêmes étudier les glaciers et les blocs erratiques, avec l'espoir de juger les choses autrement que ne l'avait fait le savant professeur de Neufchâtel. Nous avons renouvelé nos voyages sur plusieurs points des Alpes, nous avons examiné consciencieusement les faits, et nous avons été conduit à admettre l'extension limitée des anciens glaciers, mais non l'hypothèse de M. Agassiz, que nous croyons tout à fait en opposition avec les faits qu'il a recueillis lui-même.

C'est ainsi que nous avons été amené à chercher la cause qui avait pu donner lieu à de puissants glaciers; car, cette cause trouvée, la plupart des alluvions devaient avoir pour origine des actions analogues; et du moment où nous avons été bien convaincu que la chaleur élait nécessaire à la formation des glaciers, que, d'un autre côté, la présence de fossiles équatoriaux, dans toutes les régions tempérées, prouvait une élévation de température à une époque encore trèsrécente, il nous a semblé qu'il était impossible de rattacher ce développement de chaleur à l'ancien étal d'incandescence du globe, et que nous ne pouvions en attribuer la cause qu'à l'action solaire et par conséquent au climat.

Ce n'est donc point une hypothèse préconçue que nous voulons essayer de soutenir, mais une simple explication qui découle des faits observés.

Quand une théorie a été obtenue de cette manière, il faut en quelque sorte en faire la preuve; c'est de redescendre du point où l'on est arrivé, et de voir si des faits nombreux, qui jusque-là étaient restés sans liaison, ne peuvent pas s'y rattacher, et si la théorie n'indique pas elle-même des résultats que l'on n'avait pas encore cherchés. Si alors des observations ultérieures démontrent la réalité des espérauces que l'on avait conçues, la théorie devient elle-même une vérité, et si elle ne peut atteindre ce degré de certitude, elle a toujours l'avantage d'être utile, en rattachant, d'une manière raisonnable et possible, des faits épars et sans liaison , qui échappent à notre mémoire et Ihiissent par perdre de leur valeur.

En admettant le refroidissement du soleil comme la cause des changements de climat qui ont eu lieu sur la terre, nous nous trouvons engagés à envisager sous un point de vue nouveau les influences atmosphériques et leurs résultats, depuis l'époque où la chaleur centrale, cessant d'agir d'une manière sensible à la surface, a été remplacée par l'action bien moins uniforme des climats solaires.

Cette étude nous rejette vers l'examen des premiers terrains de sédiment pour tâcher de découvrir le dernier terme d'une longue péiiodr géologique: ccllo,

pendant laquelle la chaleur centrale était la principale cause de toutes les actions qui modifiaient la surface de la terre, et le premier terme d'une série nouvelle, dont les effets ont été presque les mêmes, quoique leur cause soit essentiellement différente.

Nous ne pouvons donc admettre la théorie des causes actuelles si savamment développée par M. Lyell. « Il est quelquefois possible, avec un peu d'effort d'es- «prit, dit M. de la Bêche, d'attribuer certains dépôts «de matières de transport à l'action longtemps con- « tinuée des agents naturels que nous connaissons au- « jourd'hui; mais dans d'autres cas, de pareilles expli- « cations ne sont ni admissibles ni rationnelles. *^ '

L'opinion à laquelle nous ont conduit une assez longue expérience et des observations réfléchies, c'est que les causes actuelles, avec leur degré ordinaire d'intensité, sont incapables de produire ces phénomènes géologiques que nous offre partout la surface de notre planète; mais c'est dans l'étude de ces forces aujourd'hui agissantes, que nous devons chercher la connaissance de tous les faits qui ne sont plus contemporains, et dont l'analogie avec les causes actuelles généralement grandies , peut seule nous donner la clef.

Tous les détails qui se rattachent à cette grande question du refroidissement du soleil et des change-

1 De la Bèchc, iVlamicl de géologie, j). 212.

ments séculaires des climats, se lient et s'enchaîneut tellement, qu'il est presque impossible de les étudier avec une certaine méthode.

L'ordre chronologique, malgré ses inconvénients, nous a paru le plus naturel, sauf à revenir ensuite sur des généralités qui peuvent s'appliquer à tous les temps et à toutes les périodes.

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DE LA CHALEUR CENTRALE DE LA TERRE ET DES TERRAINS DE SÉDIMENT NON FOSSILIFÈRES.

11 n'y a guère de géologue maintenaul qui refuse d'admettre la chaleur centrale, surtout depuis que M. Cordier a en quelque sorte popularisé cette théorie par la publication de son important travail. Elle explique si naturellement un grand nombre de phénomènes, sur lesquels on avait si longtemps et si ténébreusement discuté, qu'il est impossible de ne pas en faire la base à laquelle viennent se relier toutes les observations.

Tous les savants n'admettent pas cependant l'incandescence intérieure de la terre. Ainsi, Poisson n'adopte pas cette opinion , et paraît disposé à alléguer une autre cause à la température des parties intérieures du globe. 11 fait observer que les régions cosmiques dans lesquelles se meut le système solaire ont une température qui leur est propre; que cette température peut être différente dans différents points de l'univers, et que s'il en est ainsi, la terre doit être quelque temps à acquérir la température du point de l'espace où elle csl arrivée. Cette température se propagera graduellement de la surface aux portions intérieures.

Â.insi, si le système solaire quille une région plus chaude, pour entrer dans une plus froide de l'espace, la portion de terre au-dessous de la surface manifestera des traces de cette haute température qu'elle avait acquise dans le temps, et cette manifestation ne justifie , en aucune façon , l'opinion que l'accroissement de température augmente constamment à mesure que l'on approche du centre. Quoique celte manière de voir puisse ne pas recevoir l'approbation des géologues, il est nécessaire d'en tenir compte, afin de ne pas donner une confiance exclusive à l'opinion contraire; car dans les sciences on ne doit être guidé que par la recherche de la vérité.

Cependant il faut avouer que l'incandescence du globe rend mieux raison de tous les phénomènes, s'applique à tous les détails, et acquiert ainsi une telle probabilité, qu'il est bien difficile de ne pas l'adopter et de ne pas considérer la terre ainsi que l'avaient déjà fait Leibnitz et Buffon, comme un soleil éteint, dont la croûte seule est refroidie.

Le baron Fourier est arrivé aussi , par des considérations tout à fait différentes, à conclure qu'une chaleur très-intense a primitivement pénétré toutes les parties de notre globe. 11 pense que cette grande chaleur s'esl dissipée dans les espaces planétaires qui nous environnent, et dont il considère la température d'après les lois du rayonnement de la chaleur comme égale à — .50 centigrades. Il a conclu en outre que la

terre a presque alleinl sa limite de refroidissemenl. La chaleur primitive contenue dans une masse sphéroïdale égale en grandeur à notre globe, diminuerait plus rapidement à la surface qu'à de grandes profondeurs, où une température élevée se maintiendrait pendant un long espace de temps. Il a déduit de ces circonstances, ainsi que de la température des mines et des sources, qu'il y a une cause intérieure de chaleur, qui élève la température de la surface au-dessus de celle que l'action seule du soleil pourrait produire; mais cette élévation est excessivement faible, car pendant les vingt derniers siècles la diminution de la température terrestre aurait été moindre de 1/300 de degré. ^

Laplace, par une autre méthode, est parvenu au même résultat^. Mais ce refroidissement n'est insensible à la surface que parce que les pertes de chaleur y sont incessamment compensées par l'effet d'une propagation ;, qui procède uniformément du dedans au dehors, compensation presque complète, qui approche continuellement de l'état d'équilibre, et que l'expérience et la théorie expliquent parfaitement. Les pertes de chaleur n'ont donc d'influence qu'à de grandes profondeurs; d'où il résulte que l'écorce solide du

1 Foiirier, Annales tic chimie cl de physique; tome XXVll , page 165.

2 Annales de chimie et de physique; tome VIII, p. 411.

globe continue de s'accroître journellement à l'intérieur par la cristallisation des matières fondues, en sorte que la formation des roches cristallisées a toujours lieu, et ne cessera qu'après un temps immense, c'est-à-dire lorsque le refroidissement aura atteint sa limite. '

Ainsi la terre aurait été d'abord brillante et incandescente comme le soleil, répandant sur la lune une vive clarté , et l'échauffant de ses rayons comme le soleil nous enveloppe maintenant des siens. Sa sui face se serait peu à peu refroidie , en abandonnant sa chaleur à l'espace, et une croûte solide, que l'on peut supposer épaisse de 60 à 100 kilomètres, se serait formée sur un noyau, qui conserve encore sa fluidité originaire, et dont la température atteint sans doute une extrême élévation. Dès lors rien de plus facile que d'expliquer la chaleur de ces nombreuses sources thermales qui paraissent de tous côtés, de se rendie compte de l'intermittence des Geysers et de la composition de l'eau des Lagonis; rien de plus simple que de donner une théorie vraisemblable des phénomènes volcaniques , des grands dégagements de gaz , de concevoir les tremblements de teire et le soulèvement des chaînes de montagnes. La formai ion des liions par injection et par sublimation, la dolomisation et le métamorphisme, les phénomènes de liqualion et

1 Cordier, Annales des mines.

une foule de petites actions chimiques, qu'il était impossible d'expliquer, viennent se ranger tout naturellement à leur place dans la théorie du feu central , et en démontrer la vérité.

Tout nous indique donc une chaleur intérieure, indépendante de celle de la surface, et cette idée, anciennement admise et nouvellement soutenue , mérite certainement toute la confiance des géologues.

Nous n'avons pas à nous occuper, dans ces recherches , de ces diverses actions plutoniques, qui continuent encore de nos jours avec une certaine activité; nous devrons cependant examiner les modifications qu'elles peuvent apporter aux causes atmosphériques, car il est impossible que deux actions aussi puissantes que la chaleur solaire et le feu central, agissant en général à la surface du globe, restent sans influence réciproque.

Plus on étudie les phénomènes géologiques, plus on reste convaincu de l'analogie des anciennes forces agissantes avec celles qui se manifestent encore de nos jours et de l'insuffisance de ces dernières, si on ne leur accorde pas une intensité bien supérieure à celle qu'elles possèdent aujourd'hui.

La grandeur des effets produits était alors en rapport avec la violence des causes, et quoique les périodes anciennes aient été très-longues, il est bien probable qu'elles ont eu moins de durée que celles qui sont plus rapprochées de notre époque.

On se ferait peut-être une idée assez exacte de ces périodes, en les comparant aux divers termes d'une progression géométrique, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, etc.; non que nous veuillons en aucune manière abréger les temps des anciennes périodes , mais allonger considérablement les dernières.

L'uniformité des temps et des périodes est incompatible avec la théorie de la chaleur centrale; car il faut, pour être conséquent, admettre aussi que, lors de l'incandescence, les actions qui se passaient à la surface étaient plus intenses et plus violentes, comme cela a toujours lieu dans les réactions chimiques. La croûte plus mince, les injections plus fréquentes, les soulèvements plus nombreux, les tremblements de terre plus souvent répétés, des pluies plus considérables et des lavages plus complets, devaient nécessairement résulter d'une température plus élevée, et à mesure que la chaleur diminuait , les actions chimiques devaient devenir de plus en plus faibles.

Rien ne justifie donc le reproche adressé aux géologues par M. Lyell , quand il leur dit : « En se livrant «à l'examen soit des forces ignées, soit des forces «aqueuses, les géologues ont été forcés de représenter „ la nature comme ayant été aux périodes anciennes a aussi prodigue de violence qu'avare de temps. »•

Dans le principe de cette incandescence, toute cause

1 Lycll , Principes de géologie. Traduction , tome 1 , p. 136.

atmosphérique était nulle sur la terre; la chaleur intérieure dominait celle qu'elle pouvait recevoir du soleil. De grands phénomènes chimiques et physiques devaient avoir lieu sous l'énorme pression d'une immense atmosphère qui, sans doule, contenait encore, outre son oxigène actuel, celui qui entre pour un tiers en volume dans la composition de l'eau, et pour la forte moitié en poids dans la silice de toutes les roches.

Lorsque la température suffisamment abaissée permit à l'eau de tomber sur la terre et d'osciller à une haute température sur des roches à peine solidifiées , les dégradations commencèrent et les premiers terrains de sédiment en furent le résultat.

Deux forces toi^t à fait inverses contribuaient ensemble à leur création, l'une au moyen d'une température élevée, l'autre par une action chimique et mécanique à la fois.

Il semble naturel de considérer comme point de départ, comme une sorte de 2 ou d'horizon géognostique, ces terrains stratifiés inférieurs non fossilifères qui sont répandus sur diverses parties du globe avec des caractères presque identiques, et qui prouvent qu'il existait alors une chaleur Irès-élevée qui masquait les saisons et qui émanait nécessairement du centre de la terre.

Ces roches où dominent le gneiss et les micaschistes formeront donc pour nous un terrain primitif ou

origiuaiie, au-dessus duquel tous les autres lenaiiis appartienuenl aux sédiments chimiques et de transport, tandis qu'au-dessous ils sont tous d'origine plutonique.

Si nous supposions que la terre, pendant son refroidissement, n'a éprouvé aucune secousse; si nous admettions une succession tranquille des différentes couches opérées par dépôt et par refroidissement; si enfin les phénomènes qui leur donnent naissance s'étaient étendus régulièrement sur tout le sphéroïde terrestre, il serait résulté de cet arrangement qu'audessous de la couche originaire de nouveaux terrains se seraient solidifiés dans un ordre constant, de sorte que les plus anciens seraient les plus rapprochés de la surface, et les plus nouveaux, les plus profondément placés. Au-dessus de cette couche primitive se seraient déposés tous les terrains de sédiment, et de telle manière, que les plus anciens seraient aussi en contact avec cette première couche, et les plus nouveaux seraient situés tout à fait à la surface. Par celle disposition, deux ordres de dépôts se seraient groupés en sens différents, au-dessus et au-dessous de l'horizon géologique, et devraient offrir d'autant plus de différences entre eux, qu'ils occuperaient une place plus rapprochée de l'époque actuelle dans l'échelle ascendante ou descendante de chaque série.

Les rapports qui doivent nécessairement avoir existé au point de contact des deux ordres de création,

doivent avoir graduellement diminué à mesure que les couches qui les séparaient sont devenues plus épaisses, et, à une certaine époque, toute action de l'une sur l'autre a dû cesser entièrement. Or, ces phénomènes sont précisément ceux qui, selon toute apparence , se sont passés dans les différentes phases du refroidissement de notre planète, avec cette difFérence, que de violentes secousses ont dérangé la régularité des dépôts; des inégalités du sol ont circonscrit l'étendue des sédiments, et, des fractures opérées dans des temps plus ou moins rapprochés ont permis aux matières encore j)âteuses, qui se solidifiaient à l'intérieur, de se faire jour au dehors, de s'épancher à la surface ou de se glisser entre les couches des différents sédiments. Il est résulté de toutes ces commotions d'immenses dérangements dans la stratification des terrains, de grandes iriégularités dans l'épanchement des roches intérieures, de fréquentes actions de contact entre les roches incandescentes et celles qui s'étaient formées sous l'eau; enfin, une foule de réactions que nous ne pouvons examiner dans un travail uniquement consacré aux causes atmosphériques.

Si les gneiss et les micaschistes ne sont pas les premières roches solidifiées à la surface du globe, ce sont du moins les premières dont les caractères indiquent peut-être l'action de l'eau et d'une chaleur très-inlense. Gneiss, micaschiste et même granité, passent

de l'un à l'autre avec la plus grande facililë, au point que l'on pourrait, à la rigueur, les considérer comme des modifications d'une seule et même espèce de roche. On les voit quelquefois alterner, au moins les deux premiers, revenir ensuite comme à des époques périodiques, reparaître au milieu des autres, se montrer comme roches indépendantes et , dans d'autres circonstances, en lits subordonnés.

Jamais il n'existe de limites tranchées entre des masses de gneiss et des feuillets de micaschiste; jamais le granité n'est séparé brusquement de ces deux roches, et l'on voit sa pâte se charger de mica, puis de quartz , et prendre peu à peu les caractères de la substance qui va le remplacer.

Telle est la première écorce du globe, la croûte qui s'est formée très-probablement au contact de l'eau et de la surface incandescente de la terre.

L'apparition des gneiss et des micaschistes est une conséquence forcée du feu central. Une chaleur intense comme celle qui a dû exister à celte époque sur notre planète, forçait les eaux de rester dans l'atmosphère; toute la masse qui remplit maintenant le bassin des mers, toute celle qui est infiltrée dans le sol et absorbée par la portion refroidie de la terre, était alors en vapeur. Que l'on juge de l'énorme pression à laquelle la partie extérieure du globe était soumise, loisqu'uue atmosphère aussi étendue pesait tout entière sur la |)ellicule qui commençait à se liger.

Ces anciens sédiments non fossilifères se sont vraisemblablement étendus sur la totalité de la terre. 11 fallait qu'il s'y opérât, dès cette époque, de grands lavages aux dépens des terrains granitiques ou des diverses roches plutoniques que les soulèvements multipliés amenaient au dehors, et que des pluies torrentielles, immédiatement vaporisées, dégradaient sans cesse avec une incroyable activité.

11 en est résulté que sur la surface presque entière de notre globe ces terrains ont acquis une grande épaisseur, dont on peut juger, sur plusieurs points, par la tranche des couches mises à découvert dans les soulèvements postérieurs. Ces masses, ainsi soulevées et déchirées, se sont dégradées de nouveau, et présentent généralement des montagnes escarpées à crêtes aiguës et déchiquetées, qui se reconnaissent facilement à leur aspect.