II. — ÉTRANGER

Dans les écoles normales d'Allemagne, d'Autriche, de Belgique, de Suisse, d'Italie, etc., des notions de psychologie font partie du cours de pédagogie; mais les programmes officiels se bornent à une simple mention, sans indiquer aucun développement.

PUITS ET SOURCES. — Géologie, X. — Tout le monde sait qu'il suffit de creuser de quelques mètres en un point quelconque de la surface de la terre pour trouver, même par les plus grandes sécheresses de l'année, des roches imprégnées d'eau. Les moellons extraits des carrières sont d'une consistance bien moindre qu'après leur dessication à l'air, et c'est avec justesse qu'on attribue cette circonstance si favorable à la taille des pierres à la présence de l'eau de carrière. Toutes les roches, même les plus compactes et les plus dures, comme le granit et le porphyre, contiennent de l'eau de carrière.

L'eau qui imprègne ainsi les roches vient en définitive de la surface du sol, et celle-ci est alimentée elle-même par les pluies. Or, il n'est personne qui ne sache que la pluie ne détermine pas les mêmes effets dans toutes les localités, et que ces effets tiennent en grande partie à la constitution propre de la surface du sol.

Dans les pays argileux, comme une portion de la Brie et du Soissonnais, la pluie pénètre dans le sol beaucoup moins vite qu'elle ne tombe à sa surface; elle y séjourne donc et donne ainsi naissance à des flaques d'eau qui durent tout l'hiver. Les routes sont fangeuses, et le soleil réduit la terre en mottes dures qu'on prendrait parfois pour des fragments de briques.

On exprime ce fait en disant que l'argile est imper'tieable à l'eau (ce qui est quelque peu exagéré), et on l'applique en employant cette roche pour pilonner le fond des canaux et des autres réservoirs où l'on veut conserver de l'eau.

Au contraire, dans les localités sableuses comme Fontainebleau et Etampes, la pluie disparaît dans le sol au fur et à mesure de sa chute. La boue est

i inconnue, et, dès que le soleil brille, le moindre vent soulève des nuages de poussière.

Un fait analogue a lieu dans les plaines crétacées de la Champagne pouilleuse, qui, malgré un climat fort pluvieux, sont vouées par la porosité de leur sol à une sécheresse presque perpétuelle.

Par opposition à l'argile, le sable et la craie sont appelées des roches perméables. Ce ne sont d'ailleurs pas les seules qui soient dans ce cas, et l'on connaît dans bien des pays des roches qui par elles-mêmes seraient tout à fait étanches, comme des granits et des marbres, et au travers desquelles l'eau passe néanmoins, grâce aux fissures qui j les recoupent en tous sens et parfois en nombre prodigieux.

En résumé, l'eau pénètre dans toutes les roches, mais, suivant les divers types de celles-ci, elle s'y meut avec une facilité inégale.

Comme l'alimentation superficielle, due à l'eau météorique, est continue, et que les entrailles du sol dépensent constamment de l'eau ansi que nous allons le voir, le renouvellement des particules liquides dans 1 épaisseur de l'écorce terrestre est de tous les moments, et l'eau souterraine parcourt le cercle d'une véritable circulation.

Ceci posé, et pour nous faire une idée de l'allure générale de cette circulation, il importe de remarquer que les roches perméables et les roches imperméables ne sont pas distribuées au hasard dans la nature. On peut dire, en éliminant les cas particuliers, qu'elles alternent entre elles de sorte qu'une assise perméable est en général comprise entre deux assises imperméables; qu'une assise imperméable est comprise entre deux assises perméables, et que la surface du sol est constituée suivant les points et indistinctement par des roches perméables ou par des roches imperméables reposant sur des masses ayant les propriétés opposées.

On va voir que ces diverses dispositions donnent lieu à une foule de phénomènes du plus vif intérêt.

Supposons tout d'abord le cas d'un sol très perméable reposant sur des couches profondes imperméables. Il est évident que, sous l'influence de la pesanteur, l'eau gagnera dans la masse poreuse les régions les plus inférieures et viendra s'accumuler sur la couche imperméable.

Il se produira alors au contact même des deux couches ce qu'on appelle généralement un niveau d'eau; et si par suite des ondulations de la surface du sol ce niveau d'eau vient affleurer au jour sur les parois ou au fond d'un ravin ou d'une vallée, il en résultera un niveau de soterces.

Nous allons revenir sur ce sujet dans un moment; mais auparavant il importe de bien préciser en quoi consiste la disposition dont il s'agit et qui donne souvent lieu à des idées très fausses. Nous n'en voulons pour preuve que le nom de nappes d'eau souterraines qu'on donne fréquemment aux niveaux d'eau. Ce nom ne porte-t-il pas à supposer qu'il y a dans les entrailles de la terre des couches d'eau comme il y a des couches de grès ou des couches de calcaire? Or rien n'est plus inexact.

On connaît, il est vrai, des rivières souterraines et des lacs souterrains ; mais les unes et les autres sont logés dans des cavernes ou grandes cavités des roches et ne supportent pas le poids des couches superposées.

Les niveaux d'eau ne sont autre chose, comme le montre bien le fait même auquel ils sont dus, que des couches de roches poreuses ou Assurées dont les pores ou les fiss.ures sont remplis d'eau.

Si le fond imperméable est Incliné, le liquide des niveaux d'eau se meut suivant la déclivité ;

mais se meut non pas à la manière d'un ruisseau dans son lit, mais comme le contenu d'une fontaine au travers d'un filtre.

On a facilement la preuve de cette assertion. 11 suffit pour cela de creuser rapidement une cavité dans une couche de sable saturé d'eau ; on verra que l'excavation ne se remplit de liquide que successivement par un vrai drainage exercé sur les parties environnantes. C'est ce que savent très bien tous les enfants qui, au bord de la mer, jouent dans la couche de sable découvert à marée basse.

Nous disions tout à l'heure que des sources résultent de l'affleurement des roches imperméables recouvertes de roches perméables et donnant naissance à des niveaux. C'est le cas en Lorraine où les calcaires perméables de l'oolithe inférieure reposent sur les argiles du lias. L'affleurement a lieu généralement à flanc de coteau, et c'est ce qui rend compte des chapelets de villages ogrenés en ligne horizontale sur les parois des vallées à égale distance des thalwegs et des plateaux.

A ce type de sources qui est extrêmement fréquent se rapportent également un très grand nombre de fontaines dans les régions les plus variées, et il suffira de mentionner celles des environs immédiats de Paris qui se présentent au contact des marnes vertes et des sables de Fontainebleau qui leur sont superposés. Il en résulte un niveau nettement caractérisé par sa végétation de peupliers et de saules contrastant avec les forêts de chênes et de châtaigniers qui sont au-dessus, aussi bien qu'avec les cultures de vignes et de céréales qui sont plus bas ; c'est, pour la même raison, le niveau des maisons de campagne.

Des caractères de ce genre, parfois visibles de très loin, et auxquels s'en joignent d'autres plus intimes dont l'observation devient facile à la suite d'une pratique plus ou moins prolongée, expliquent pleinement le succès des découvreurs de sources, au premier rang desquels M. Paramelle a occupé une place si distinguée.

La même superposition de masses perméables à des masses imperméables donne lieu à un type de sources en apparence bien différent du précédent et qu'on rencontre à chaque pas en Champagne par exemple. Il s'agit de sources toujours situées au fond des vallées et qui sont sujettes à des variations considérables de volume dans le cours de l'année, de telle sorte qu'elles peuvent disparaître complètement pendant quelques jours ou même pendant quelques semaines.

Ce type correspond au cas très fréquent où le contact des deux couches de perméabilité différente, au lieu d'affleurer, gît à une profondeur plus ou moins considérable. L'eau d'infiltration, s'accuruulant sur le fond étanche. sature une zone de plus en plus épaisse de la roche poieuse telle que la craie, et la source jaillit au moment où la surface supérieure de cette zone saturée coïncide avec le fond du ravin. Tant que l'affleurement a lieu, la source continue à couler, mais elle s'arrête dès que par suite d'une sécheresse, l'eau baisse dans la substance filtrante.

On conçoit que ces deux types principaux de sources ne concernent pas les régions dont le sol est constitué par des roches imperméables et fissurées. Dans ce cas, les sources ne sont pas autre chose que l'arrivée au jour, grâce aux ondulations du tejTain, de l'extrémité d'un réseau de pareilles fissures qui viennent y verser les eaux qui y circulent.

C'est à ce même type qu'il faut rattacher les sources qui sortent des ca\ <jui parfois,

grâce à une forme particulière de ces cavités SOUterraines, < firent le phénomène si étrange à première vue de l'intermittence.

Dans ces divers cas, bien différents des précédents, il n'existe pas à proprement parbr de niveaux d'eau. La position des sources, dépendant de l'allure des crevasses du sol, ne saurait être devinée de la surface, et il n'y a jamais lieu de creuser des puits.

Les puits en effet ne sont pas autre chose que des cavités creusées jusqu'à un niveau d'eau. Leur foncement est donc la reproduction en grand de ce jeu d'enfants auquel nous faisions allusion tout à l'heure. Nous n'avons évidemment pas à entrer dans la description des procédés mis en œuvre pour creuser les puits; disons seulement que les difficultés sent très différentes selon la dureté ou la tendance à l'éboulement des roches à traverser; selon aussi la distance à franchir pour parvenir au niveau d eau. On cite des puits qui ont 00 mètres de profondeur, l'armi les dangers que courent les puisatiers, il faut mentionner surtout les éboulements et les dégagements de gaz carbonique impropre à la respiration.

Tout ce qui précède concerne, comme nous l'avons dit, le cas, très souvent réalisé dans la nature, où des roches poreuses reposent sur des cou< hes imperméables. Si cette disposition est extrêmement fréquente, elle est loin d'être la seule qui puisse se présenter, et il faut voir rapidement ce qui a lieu dans les autres cas prévus plus haut.

Si la surface est imperméable, quelle que soit la roche sous-jacente, le régime des eaux n'en est pas influencé. Il faut cependant noter que si la couche du haut offre quelque part une solution de continuité, les eaux sont appelées par les masses poreuses du fond, de sorte qu'il résulte de cette disposition tout le contraire des sources : des points où la terre, loin de fournir de l'eau, absorbe celle que peut lui parvenir. Suivant les cas on appelle boit tout, bétoires, gouffres, etc., les points offrant ce caraclère, et c'est souvent à eux que les rivières telles que le Rhône doivent de disparaître dans le sol pour revenir au jour à une distance plus ou moins considérable. Il faut d'ailleurs bien distinguer le cas qui nous occupe de celui de cavernes ou autres cavités dans lesquelles les eaux superficielles peuvent également s'engouffrer.

La disposition que nous venons de décrire est parfois utilisée. Elle permet en effet d'assécher des points rendus impraticables par le séjour des eaux. Dans ce cas on creuse ce qu'on appelle des puits absorbants. C'est par exemple ce qu'on a fait dans certaines exploitations d'argile qui. comme à Issy et Vaugirard, reposent sur des couches poreuses. Ces exploitations constituent de vastes bassins où se réunit l'eau des pluies ; mais on les assèche aisément par des puits absorbants pénétrant jusqu'à la craie. Le même artifice est souvent employé dans les mines. On y a recours aussi quand on veut assainir des régions marécageuses telles que la Sologne, dont le sous-sol est perméable, et l'agriculture en a plus d'une fois tiré un parti important.

Un troisième cas à considérer concerne l'intercalation d'une couche imperméable entre deux terrains perméables. Il est clair que cette couche imperméable établit une séparation presque absolue entre les deux masses poreuses, et qu'à sa surface supérieure existe un niveau d'eau. Au-dessous d'elle la roche perméable se comporte différemment suivant qu'elle est ou non en communication latérale avec la surface. Si la communication a lieu, le cas rentre, comme on va voir, dans le quatrième cas décrit plus bas. Si au contraire la roche est séparée de la surface par des masses étanches, l'eau qu'elle contient et qui y est renfermée depuis l'antique époque du dépôt de la couche imperméable y constitue une sorte de niveau stagnant. Parmi les exemples, d'ailleurs assez rares, de cette disposition, il faut citer tout spéciale-

ment le niveau d'eau qu'on a dû franchir pour percer les puits destinés, aux environs d'Anzin, à l'exploitation du charbon de terre. Ce niveau, connu sous le nom de torrent d'Anzin, paraît représenter un résidu de la mer crétacée dans laquelle se sont déposés les matériaux qui constituent les couches superposées au terrain houiller. Il est absolument séparé de la surface par d'épaisses couches argileuses appelées dièves.

Arrivons, pour terminer cette énumération, au quatrième cas, relatif, comme on l'a vu, à une couche perméable comprise entre deux couches imperméables. Il ofi're un intérêt tout particulier.

Par suite même de la forme ordinaire des couches géologiques qui la constituent, comme des cuvettes emboîtées les unes dans les autres, l'assise perméable ainsi pincée entre des roches étanches vient affleurer par sa tranche à la surperficie du sol ; les eaux de la surface y pénètrent donc en suivant les déclivités et tendent à s'accumuler dans les parties les plus basses qui se saturent avant, les autres. Si, comme le cas est fréquent, ces parties basses sont comprises sur certains points de l'affleurement même de la couche, on voit qu'il en résulte des sources et que la coupe géologique d'une localité offrant cette disposilion est comparable à celle d'un tube incliné à parois étanches, alimenté par en haut et librement ouvert par en bas. Or, il résulte de cette remarque que si l'on suppose une ouverture pratiquée en un point quelconque de la paroi supérieure du tube, non seulement l'eau sort par cette ouverture, mais elle jaillit verticalement à une hauteur qui dépendra à la fois de celle du réservoir d'alimentation et de la distance horizontale comprise entre l ouverture et ce même réservoir.

La supposition que nous venons de faire n'est pas un simple produit de l'imagination : elle est au contraire souvent réalisée. C'est ainsi qu'en Algérie on rencontre dans un grand nombre de localités des sources jaillissantes dont le volume est parfois considérable et dont l'orifice est entouré d'une végétation qui contraste avec la stérilité des régions voisines. Quand on étudie la constitution géologique et hydrologique de la contrée, on voit qu'elle rentre exactement dans la disposition que nous venons de décrire : une couche perméable reposant sur des roches compactes et recouvertes de dépôts argileux est alimentée par sa tranche redressée qui affleure dans les montagnes; au contraire, elle se décharge du côté du Soudan à l'affleurement de son bord opposé.

On ne saurait trop distinguer les sources jaillissantes, sensiblement froides, des jets d'eau chaude de l'Irlande, des Etats-Unis et de la Nouvelle-Zélande, connus sous le nom de geysers, et qui se rapprochent intimement des éruptions volcaniques. Leur ascension est due en effet non pas à la pression hydrostatiq-ue, comme en Algérie, mais à la force élastique de la vapeur d'eau fortement chauffée dans les laboratoires souterrains. Les geysers et les sources de vapeurs appelées soufflures {soffioni, en Toscane) nous conduisent à faire remarquer que l'eau en vapeur est le moteur des éruptions volcaniques, et que, sans exagération aucune, tout volcan doit être considéré comme une véritable source : conclusion rendue d'ailleurs moins étrange par l'observation des sources thermales, dont la température est parfois très élevée.

Quoi qu'il en soit, le phénomène des sources jaillissantes dont la disposition a été décrite tout à l'heure, a été maintes fois et est tous les jours imité par l'homme. C'est lui qui fait monter l'eau de nos puits artésiens. On sait comment la construction, ou, comme on dit, le foraoe de ceux-ci a procuré dans maintes circonstances d'importants avantages. Les puits artésiens fournissent parfois des quantités d'eau considérables : nous en avons la preuve dans Paris même pour le puits de Grenelle, dont la profondeur est de 548 mètres. Une partie de la rive gauche est par lui alimentée d'une eau très pure fournie par des couches du gault (terrain crétacé inférieur), qui affleurent en Champagne où elles absorbent les pluies. Dans le Sahara algérien, des forages du même genre, véritable imitation des sources jaillissantes mentionnées tout à l'heure, ont remplacé en maints endroits la stérilité naturelle du sol par la verdure des oasis.

L'eau des puits artésiens est tiède et sa température, proportionnée à la profondeur des sondages, est susceptible de diverses applications. Arago voulait qu'on chauffât au moins partiellement l'hôtel des Invalides avec l'eau du puits de Grenelle. A Erfurlh, une cressonnière chauffée de cette façon donne des bénéfice^ considérables, et aux environs de Stuttgart on a eu l'ingénieuse idée de réunir des eaux arcsiennes en un bassin dont la température est si djuce que le plaisir de la natation y est possible même en hiver.

Pour compléter cette étude très rapide des sources de tous genres, il faudrait décrire les diverses substances qu'elles tiennent en dissolution ou en suspension et qu'elles déposent, soit dans les canaux qui les portent au jour, soit dans les bassins où elles s'épanchent. Disons seulement ici que les fontaines incrustantes sont loin d'être rares ; la plupart de celles qui sortent des roches calcaires déposent des stalactites et des stalagmites, sortes de sculptures naturelles dont beaucoup de grottes sont élégamment ornées. Il est des sources qui déposent de même du calcaire sous formes de petites boules à couches concentriques, et on en a conclu avec la plus grande logique que les épaisses assises de calcaires oolithiques comprises dans la série géologique représentent des dépôts analogues de volumineuses sources depuis longtemps taries. Les sources thermales, dont nous avons cité le nom tout à l'heure, sont remarquables par la variété des substances qu'elles tiennent en dissolution et que, par conséquent, elles déposent dans les conditions convenables. Les études faites sur ce grand sujet ont démontré que la plupart des filons métallifères ne sont pas autre chose que des canaux de très antiques sources thermales incrustées des produits que leurs eaux dissolvaient. De même on a de fortes raisons de supposer que beaucoup d'argiles sont des résultats de précipitations analogues.

Enfin, il existe toute une série de matériaux différents qu'on regarde comme ayant été charriés sous formes de sables par des eaux venant de la profondeur. On les désigne sous le nom d'alluvions verticales, et on considère comme un des meilleurs types qu'on en puisse citer les sables exploités au cap do lionne-Espérance pour les innombrables diamants qu'ils renferment.

[Stanislas Meunier.]

PYRAMIDES. — V. Polyèdres.

QUADRILATÈRES. — V. Polygones.

QUADRUMANES. — V. Singes.

QUARTZ. —V. Silice,

QUATERNAIRE (Terrain). — Géologie, IX. — Le terrain quaternaire, dont l'autonomie ne saurait être contestée, qui n'est ni le terrain actuel, ni le terrain tertiaire, se soude si intimement avec ses deux voisins que les limites communes sont bien souvent insaisissables. A cet égard, il suffira de rappeler qu'un très grand nombre de dépôts, considérés longtemps comme appartenant au pliocène supérieur, sont classés maintenant par beaucoup de stratigraphes dans le terrain quaternaire. Les sables de Saint-Prest, aux environs de Chartres, sont dans ce cas, ainsi que le limon des plateaux d'une foule de régions.

A l'inverse, le diluviura des rivières, celui de la Seine, par exemple, se rattache de toutes les façons aux alluvions contemporaines : par l'allure, par la composition lithologique, par les fossiles eux-mêmes.

Le temps présent n'est évidemment que la suite, sans hiatus, du temps quaternaire, et celuici, par conséquent, présente cet intérêt spécial de jeter un véritable pont entre la géologie et l'histoire.

La même notion nous sera fournie également par le spectacle de la continuité des actions géologiques sur un point donné, depuis la période quaternaire la mieux caractérisée jusqu'à nos jours.

Tel est le cas, par exemple, pour certaines tourbières dont les assises les plus inférieures sont, sans aucun doute, contemporaines de la période que nous avons en vue, tandis que leur couche la plus externe est actuellement encore en pleine végétation.

Parfois, un lien du même genre apparaît entre les couches quaternaires et le terrain tertiaire sous-jacent. L'argile à silex qui, aux environs de Chartres, est sans doute éocène et liée intimement à l'argile plastique, n'a cessé depuis lors de se produire pendant tous les temps tertiaires et quaternaires, de façon qu'autour d'Evreux, elle est post-miocène et qu'auprès d'Amiens elle passe avec des transitions insensibles au diluvium rouge.

Il se présente même des cas où une formation quaternaire donnée aura comme des racines dans le passé et des épanouissements à l'époque actuelle. Ainsi le terrain quaternaire de l'Allier montre à Vichy des calcaires globulifères auxquels font suite immédiatement les dépôts des sources gazeuses, et l'on reconnaît que certains dépôts fiîoniens témoignent dans le même lieu d'une activité plus ancienne du même mécanisme géologique.

La considération d'une pareille continuité acquiert une nouvelle importance si l'on remarque qu'elle a subsisté malgré des variations dans les conditions de la surface.

Il est indiscutable qu'à certains moments de la période quaternaire, notre pays présentait au moins par places la climatologie actuelle des régions boréales. Et c'est une contre-partie bien frappante de la température élevée dont avaient joui antérieurement Le Spitzberg et le Groenland.

Alors le Périgord était habité par une faune polaire. Les Vosges, le Jura, le Cantal étaient couverts de grands glaciers.

A l'époque quaternaire aussi, il existait, dans la région maintenant si tranquille de la France centrale, (les volcans en pleine activité ; et comme le

lac tertiaire de la Limagne était déjà desséché, il est peut-être indiqué de chercher justement dans les glaciers le réservoir d'où venaient les infiltrations aqueuses indispensables aux manifestations volcaniques.

Cependant, comme par une contradiction flagrante, au moins en apparence, nous rencontrons à la période quaternaire des preuves d'un climat plus doux que celui de nos jours.

Dans certains dépôts, les éléphants pullulent avec les rhinocéros et les antilopes, c'est-à-dire dans les conditions d'association que nous offrent maintenant les localités les plus chaudes de l'Afrique.

En même temps, les figuiers prospéraient à Moret, c'est-à-dire sensiblement sous la latitude d'Argenteuil où, comme on sait, on ne parvient à préserver ces arbres des rigueurs de l'hiver qu'en enterrant leurs branches pendant toute la durée des froids.

La surface de notre pays a donc passé, pendant la durée des temps quaternaires, par des vissiscitudes de froid et de chaud dont les extrêmes sont fort distants.

Ces conditions ont paru extraordinaires à divers géologues qui, pour les expliquer, ont eu recours à des hypothèses parfois fort compliquées. C'est cependant bien à tort qu'on a voulu ("aire de l'époque quaternaire une période exceptionnelle au point de vue climatérique. L'erreur commise à cet égard vient surtout de ce qu'on s'est en général fait une notion tout à fait fausse des durées dont on a voulu rendre compte.

Or, un des points les plus intéressants de l'histoire des terrains quaternaires est la découverte qu'on y a faite en plusieurs localités de véritables chronomètres naturels qui permettent, non pas de mesurer la durée de la période qui nous occupe, mais de reconnaître, par des aperçus inattaquables, qu'elle s'est prolongée pendant un laps de temps infiniment supérieur à celui que, dans les . idées primitives, on attribuait à l'histoire tout entière de la terre.

L'une des premières conséquences de ce grand résultat, c'est qu'on n'est nullement autorisé à faire intervenir clans l'explication des phénomènes quaternaires ces effets violents réunis sous la qualification de cataclysmes. Et ceci mérite évidemment de nous arrêter un moment.

Il est, en effet, très remarquable qu'à l'origine de la science, la tendance générale a été d'invoquer l'intervention d'agents énergiques et brusques pour expliquer tous les faits observés. Il en résultait un contraste complet entre le passé, période de bouleversements incessants, et le présent où régnent, au contraire, la stabilité et le calme.

Peu à peu, des observations plus précises firent restreindre de plus en plus le domaine des cataclysmes et amenèrent à voir dans l'histoire du globe une longue et lente évolution. Mais, fait bien imprévu, le dernier refuge des suppositions extraordinaires se trouve être encore cette période quaternaire qui, étant la plus voisine do nous, semblait devoir être la plus analogue à la nôtre.

On explique d'ailleurs aisément cette anomalie par le nombre considérable de phénomènes qui se sont développés entre l'époque tertiaire et l'époque actuelle et par le pou de temps que, d'une manière toute gratuite il est vrai, on a cru devoir leur attribuer.

Mais le point de vue change du tout au tout si l'on étudie les chronomètres auxquels nous venons de faire allusion : ils montrent que les temps quaternaires représentent des centaines de milliers d'années, et dès lors ils imposent la nécessité de repousser l'hypothèse des révolutions, pour employer une expression consacrée parCuvier.

Grâce à la comparaison facile à poursuivre entre les terrains quaternaires et le terrain actuel, on arrive à se faire aussi une idée toute nouvelle du mécanisme en vertu duquel s'exercent les actions géologiques.

L'histoire, môme rapide, des terrains quaternaires Se divise naturellement en deux chapitres d'égale importance :

i° La description des formations qui datent de cette période ;

2° La reconstitution par voie d'induction des phénomènes, maintenant terminés, qui ont donné lieu à ses traits géologiques.

Dans la première catégorie, il y a à considérer :

à) Les couches dites diluviennes;

b) Les brèches osseuses;

c) Les dépôts concrétionnés;

d) Les produits éruptifs, etc.

Dans la seconde :

a) Les fractures du sol;

b) Les soulèvements et les affaissements ; c* Les glaciers;

d) Les érosions auxquelles sont dues nos vallées et la configuration de nos côtes ;

e) Les volcans.

Toutefois cette division ne saurait être absolue, et il est indispensable de rapprocher à chaque instant ces deux modes complémentaires d'information.

Couches dites diluviennes et creusement des vallées. — Nous avons un premier exemple de cette liaison mutuelle à propos des premiers terrains quaternaires qui se présentent tout naturellement à nous et qui rentrent dans la vaste catégorie des terrains de transport.

Placés à un point de vue dont le peu de fondement apparaît chaque jour davantage, les premiers géologues qui s'occupèrent des terrains quaternaires les identifièrent avec le produit de prétendues inondations brusques et générales, qu'ils rattachaient à la vieille tradition d'un déluge universel.

De là ces noms de terrains diluviens et de diluvium dont certaines couches ne sont pas parvenues à se débarrasser encore.

Le type de ces terrains est fourni par une formation qu'on peut étudier à Paris même, qui se retrouve dans la plupart des vallées de la France et qu'on appelle le diluvium gris. Il se présente en longues traînées au fond de ces dépressions du sol, recouvrant le terrain plus ancien en stratification tout à fait discordante. Les matériaux qui le constituent sont analogues pour la plupart aux roches en place les plus voisines, et c'est ainsi qu'à Paris ce qui y domine ce sont des débris de meulières, de silex de la craie et du calcaire grossier, de ménilithes des terrains gypseux et de Saint-Ouen , de grès quartzeux de Beauchamp et de Fontainebleau, des fossiles divers roulés. Avec ces fragments se montrent des galets granitiques parfois volumineux et provenant évidemment du Morvan.

Suivant les points, ces éléments minéraux sont les uns sous la forme de cailloux et de graviers plus ou moins gros, d'autres à l'état de sables; d'autres enfin, réduits en particules très ténues, forment çà et là des lentilles limoneuses. La roche s'appelle alors lœss.

Outre les fossiles roulés que nous avons signalés tout h l'heure, on y recueille dos débris d'ê-

tres ayant vécu à l'époque du dépôt des terrains qui les renferment.

Ces débris dans les graviers consistent en gros ossements appartenant pour la plupart à des mammifères. Les uns proviennent d'animaux semblables à ceux qui vivent encore dans la localité, comme le cheval et le bœuf; d'autres représentent des espèces qui, à l'heure actuelle, ont émigré dans des régions fort différentes, comme l'hippopotame, confiné dans les pays chauds, et le bœuf musqué, le renne, le bison, propres aux pays froids; d'autres enfin à des animaux absolument disparus de la faune actuelle, comme le mammouth, le rhinocéros à narines cloisonnées, le grand ours des cavernes et une foule d'autres.

Dans des couches fines, où des débris plus délicats ont pu se conserver, on recueille en abondance de petites coquilles parmi lesquelles il y a lieu de faire un triage tout à fait semblable à celui qui précède.

Les mêmes couches fournissent en abondance des preuves variées de l'existence de l'homme dès le début des temps quaternaires. — V. Préhistoriques {Populations}.

L'origine du diluvium gris et du lœss a été l'objet de beaucoup d'hypothèses.

Un fait dont il faut tenir compte avant tout, c'est la liaison évidente de ces dépôts avec la forme des vallées et par conséquent avec le creusement de celles-ci.

En général, on a rattaché ces formations à un rabotage subit, et, malgré cette communauté de point de vue, les géologues ont émis trois théories principales et contradictoires.

Dans l'une, défendue surtout par Belgrand, la vallée aurait été creusée par un fleuve gigantesque qui la remplissait d'un bout à l'autre et qui se mouvait avec une vitesse considérable. Le diluvium représente le sable charrié par ce fleuve gigantesque. On ne peut, cependant, accepter cette manière de voir, car il est impossible de concevoir un mode convenable d'alimentation pour des fleuves de semblable débit. La supposition de pluies continuelles ne suffirait pas pour l'expliquer, et d'ailleurs cette supposition ne serait aucunement légitime.

Une deuxième opinion, émise par Lyell, consiste à croire que les vallées ont été creusées par des glaciers qui ont transporté les fragments pierreux du diluvium comme des blocs erratiques et le lœss comme de la boue glaciaire. Certaines vallées ont, en effet, cette origine, dans les hautes montagnes tout spécialement; mais on les reconnaît à une foule de caractères spéciaux, et l'hypothèse ne peut plus s'appliquer aux vallées des pays de plaines, comme celles de la Seine, de la Somme, de la Dordogne, etc.

Enfin, M. Hébert a supposé que le diluvium est d'origine marine ; c'est-à-dire qu'il s'est déposé à la suite d'un double mouvement de bascule du sol qui, après avoir admis l'eau de la mer sur toute la surface de la France, l'a rejetée rapidement dans son lit actuel. Ici, les objections se présentent à chaque pas, et cette supposition est très généralement abandonnée.

Le défaut commun de ces diverses hypothèses est de vouloir ramener à une même origine tous les éléments du terrain quaternaire. Or, ceux-ci sont très variés et dérivent réellement de causes très diverses.

Si on ne considère d'abord que le diluvium gris, on arrive à reconnaître qu'une hypothèse fluviatile peut seule convenir pour en expliquer l'origine. Mais il faut faire subir à l'opinion de Belgrand des modifications convenables. L'examen des rivières actuelles montre qu'elles modifient constamment leur cours; leurs anses se déplacent constamment, et au bout d'un temps suffisant, qui

n'est pas très long, elles ont remanie fout le terrain qui constitue le fond de leur vallée. Il résulte de cette observation qu'une rivière étroite peut remanier une bande très large de matériaux de toute sorte et l'on voit que les traînées de diluvium peuvent provenir de cours d'eau analogues à ceux qui coulent sous nos yeux.

Toutefois, ceci n'explique pas le gisement si fréquent de diluvium sur les flancs des vallées bien au-dessus du niveau atteint par les rivières lors des plus fortes crues. Mais cette seconde particularité provient de ce que le sol de notre continent, par exemple dans la vallée de la Seine, subit depuis le commencement du temps quaternaire un exhaussement lent et continu. Belgrand lui-même évalue à 50 ou C0 mètres le soulèvement dont il s'agit.

Quant aux gros blocs de granité et d'autres roches provenant du haut de la vallée, il faut admettre qu'ils sont dus à des transports par la glace, et chaque hiver on les voit se reproduire.

On voit en résumé que la rerherche de L'origine du diluvium conduit à la théorie, du creusement des vallées par un mécanisme absolument comparable à celui qui tous les jours, sous nos pas, continue à modifier les détails du relief du sol. La même manière de voir, tout entière du domaine des causes actuelles, s'applique également au creusement de certaines vallées marines.

Par exemple, on a la preuve qu'au début de l'époque quaternaire, l'Angleterre et la France étaient unies par la terre ferme. Même, jusqu'à la fin de la période jurassique, une terre émergée, s'étendant de Londres vers Calais, Douai et l'Ardenne, servait de rivage à un vaste golfe angloparisien. Ce golfe, dirigé du S.-E. au N.-O., embrassait bien la partie centrale du canal de la Manche ; mais à l'est, de Calais à Douvres, comme à l'ouest, du Cotentin aux Cornouailles, une barrière de roches anciennes séparait cette partie centrale soit de la mer du Nord, soit de l'Atlantique.

L'Angleterre et la France se tenaient donc par deux langues de terre, qui différaient l'une de l'autre par les dimensions et par la structure.

L'isthme de l'ouest était gigantesque par rapport à l'autre et il était de granité, de gneiss et de porphyre, c'est-à-dire de roches bien difficilement clésagrégeables, tandis que l'isthme de Calais était constitué par les couches comparativement tendres des terrains stratifiés.

Cependant la démolition du premier, le gigantesque et le résistant, semble aux géologues infiniment plus facile à comprendre que celle de l'autre, le minuscule et le friable. On admet que l'isthme de Cornouailles a disparu à l'époque du calcaire pisoli— thique, pour reparaître d'ailleurs à l'époque éocène et ne cesser définitivement d'exister qu'au moment du calcaire grossier ; tant qu'il s'agit de lui, personne ne songe à faire intervenir autre chose que les oscillations lentes du sol et le pouvoir de dénudationde la mer: mais c'est que sa rupture date de l'époque tertiaire, lour l'isthme de Calais, on est en général bien loin de conserver la même mesure. D'Archiac n'hésitait pas à attribuer son ouverture à une rupture violente ; et c'est avec surprise que dans un travail très récent on voit M. Hébert se demander s'il faut voir « dans les phénomènes volcaniques de la région rhénane la cause ou du moins un fait concomitantde cette rupiure. •> On no saurait évidemment accepter une pareille manière de voir. Les phénomènes d'observation directe fournissent tout ce qu'il faut pour rendre compte de l'ouverture du Pas-de-Calais. Tout le monde sait avec quelle énergie la mer démolit les falaises. Dans la Manche, le littoral se modifie constamment, et l'on admet que la terre ferme perd en moyenne chaque année 1 mètre de largeur. Une foule d'observa-

tions concourent à démontrer que le régime de la mer n'a pas varié d'une manière sensible depuis les temps quaternaires, dont divers moments sont caractérisés par le dépôt de lambeaux aujourd'hui soulevés sur les deux rives. Il résulte de là qu'on peut, en partant du taux actuel de la dénudât ion, rechercher de combien d'années il faut remonter en arrière pour revenir à l'époque où la côte française et la côte anglaise étaient en contact, où par conséquent l'isthme existait encore.

On arrive ainsi à des chiffres qu'il est sans intérêt de donner, car ils ne sauraient être considérés comme rigoureux, mais qui, en tous cas, sont compris sans hésitation dans le laps de temps qu'il est indispensable d'accorder à la période quaternaire. Si donc on admet, conformément aux suppositions rappelées plus haut, que l'ouverture du canal soit le produit d'une convulsion cataclysmique, il faut nécessairement admettre que cette crise a été suivie d'une période très prolongée de repos absolu, pendant laquelle la mer n'attaquait pas ses falaises et se comportait par conséquent tout autrement qu'aujourd'hui. Ce qui est une hypothèse évidemment inacceptable.

D'ailleurs le procédé de corrosion graduelle auquel le canal de la Manche doit son existence est démontré également par le relief même du fond de la mer. Ce canal n'est pas, en effet, comme conduiraient à le faire supposer les vues que nous combattons, une fissure abords escarpés, analogue à une faille largement ouverte. Sa profondeur est partout proportionnelle à sa longueur; de telle sorte qu'une espèce de dos d'âne existe précisément au travers du canal en son point le plus rétréci; dos d'âne dont les deux versants descendent d'une manière tout à fait uniforme et régulière vers la mer du Nord et vers l'Atlantique.

Lœss. — Nous avons dit plus haut qu'on appelle lœss les portions fines et limoneuses du diluvium gris. Quant à son origine, elle n'est certainement pas la même partout,

Dans les vallées descendant des hautes montagnes à glaciers telles que les Alpes et les Pyrénées, il est nécessaire d'y voir une véritable bouc glaciaire. Mais on ne peut adopter une semblable origine pour le lœss des vallées de plaines. A Meu ion, par exemple, cette formation se présente comme un placage à flanc de coteau à plus de 100 mètres au-dessus du flanc de la vallée.

Dans ce cas il serait légitime d'y voir un produit de sédimentation atmosphérique, c'est-à-dire de le rattacher à l'action géologique des vents. C'est ce que justifient amplement les observations de M. Virlet d'Aoust, qui a assisté au Mexique à la production actuelle d'un vrai lœss accumulé en certains points par des courants réguliers de l'océan aérien.

Diluvium rouge. — On appelle diluvium rouge un dépôt dont les caractères généraux sont identiquement ceux du diluvium gris, sauf la présence d'une argile rouge qui le colore fortement. Quand les deux diluviums sont associés, ce qui est loin d'être rare, le rouge est toujours sur le gris; les deux formations sont fréquemment isolées l'une de l'autre. Si le diluvium rouge repose directement sur une roche calcaire, on remarque que la surface supérieure de celle-ci est fortement corrodée et parfois même percée de cavités verticales et cylindriques très profondes, connues sous le nom de puits naturels. Des expériences directes ont fait voir que ces puits se sont nécessairement creusés de haut en bas, grâce à l'action dissolvante des eaux chargées d'acide carbonique. Et l'on a reconnu non moins sûrement qu'une fois creusés, ils ont livré passage à des eaux ascendantes chargées de limon rouge qui a coloré des dépôts de diluvium préalablement constitués avec la couleur grise ordinaire.

Cavernes. — Les ravinements quaternaires qui ont accompagné, comme on vient de le voir, le dépôt du diluvium rouge, nous préparent à la rencontre des innombrables cavernes qui ont joué un rôle très important dans la géologie de la France à l'époque que nous avons en vue.

Les cavernes ont surtout été étudiées relativement aux débris fossiles qu'on y a rencontrés. V. Préhistoriques {Populations.) — On en trouve dans toutes les régions de notre pays et tout, spécialement dans les couches de nature calcaire.

Avant tout, elles résultent des dislocations du sol. Les vides ainsi produits d'une manière mécanique ont été ensuite élargis soit par des sources thermales, soit par des cours d'eau souterrains, soit par les vagues de la mer agissant à la base des falaises.

Le plus souvent les cavernes représentent des canaux souterrains de la circulation des eaux. Aussi leurs dimensions sont-elles extrêmement variables. Souvent ces dimensions nous sont inconnues. En Carniole, aux Etat-Unis et ail eurs on en connaît de plusieurs lieues de longueur. Certains pays, tels que le Jura, sont essentiellement caverneux. M. Vézian estime à un ^ du volume total les vides que renferme ce massif montagneux.

Le mode de remplissage des cavernes se rattache à leur mode même de formation et en est la suite naturelle.

Dans un premier temps, les eaux y circulent constamment et librement. C'est alors la période d'accroissement de la caverne.

Dans un second temps, les eaux ayant trouvé une autre voie, la caverne reçoit les éléments de remplissage.

En effet, chaque fois que des eaux y pénètrent, soit accidentellement, soit sous forme de ruisseaux, elles y ont apporté des sédiments et ceux-ci sont de diverses sortes.

Tout d'abord doivent être cités des limons, des sables et des fragments de roches qui se déposent parfois avec une stratification plus ou moins nette.

En second lieu, il s'y est fait des concrétions calcaires sous la double forme de stalactites et de stalagmites. Souvent, à la suite d'inondations périodiques, les stalagmites alternent régulièrement avec le terrain de transport et, pour le dire en passant, cette disposition remarquable constitue un véritable chronomètre d'une grande précision dans les pays où chaque hiver donne lieu à une croûte stalagmitique, tandis que chaque été produit une couche limoneuse.

Un certain nombre de débris organiques sont accumulés dans les cavernes et contribuent à leur remplissage. Ce sont, d une part, des coquilles et de petits ossements qui ont pu être charriés par le courant. Ce sont des os de gros animaux, provenant des carnassiers qui habitaient les cavernes ou des bêtes dont ils ont fait leur proie. Ce sont enfin des coprolithes parfois extrêmement abondants.

Ces débris, accumulés dans les crevasses du sol, mélangés de limon et cimentés par les infiltralions calcaires, constituent les brèches osseuses dont l'origine a été attribuée d'abord par Cuvier et ses élèves à de violents charriages réalisés par les prétendus torrents diluviens.

D'ailleurs, les fossiles contenus dans les cavernes sont les mêmes qu'on a déjà signalés dans le diluvium gris. L'homme primitif a souvent fait des cavernes sa demeure et sa sépulture, et c'est pourquoi l'étude de beaucoup d'entre elles a fourni des résultats si intéressants.

Calcaires concrétionnés. — Nous venons de voir que dans les cavernes se sont déposés à l'époque quaternaire des stalactites et des stalagmites cal-

caires. Il en est résulté des veines d'albâtre parfois susceptibles d'exploitation.

Dans d'autres conditions, il s'est fait aussi de la véritable pierre à bâtir, et nous ne saurions songer à citer toutes les localités où il s'est développé une semblable formation ; il suffira d'en mentionner quelques-unes.

A Vichy, on observe un travertin calcaire en lits minces de composition et de texture très variables; on y trouve des ossements appartenant à la faune quaternaire la mieux caractérisée. Par places, cette roche est entièrement pisolithique, c'est-à-dire constituée par des globules calcaires juxtaposés et cimentés entre eux. A Moret, dans le département de Seine-et-Marne, se présente un tuf du même genre intéressant par les débris de plantes dont il a conservé les empreintes. Citons spécialement le laurier-tin, l'arbre de Judée et surtout le figuier sauvage. Les dépôts travertineux de Mamers (Sarthe) sont encore plus riches au point de vue botanique.

Tourbières. — Déjà nous avons fait allusion aux tourbières quaternaires. Celles-ci constituent en définitive les couches les plus profondes des tourbières actuelles et elles ont fourni à l'anthropologie et à la paléontologie un nombre considérable d'échantillons importants.

C'est ce qui a lieu, par exemple, dans les départements de la Somme et de l'Oise. Ailleurs, la , formation de la tourbe a cessé dès l'époque ac- ! tuelle, et la tourbe fossile quaternaire est recou- ! verte par des dépôts de nature diverse. On a un j exemple de cette disparition à l'embouchure de I la Canche, où la tourbe est exploitée sous une ' couche de sable et de marne.

Atterrissemexts littoraux. — On a la preuve

I que durant l'époque quaternaire la forme du lit—

' toral a changé considérablement en certains

points, tels que la côte méditerranéenne et l'em-

| bouchure de la Somme, par suite de l'accumula-

' tion des sables charriés par des courants marins.

Le phénomène se poursuit à l'époque actuelle,

et la rapidité de sou allure, directement mesurée,

a pu conduire à établir une chronométrie dans cer-

1 tains dépôts quaternaires.

Plages soulevées. — La forme des côtes s'est ; modifiée aussi par suite des soulèvements de cer- : tains points du littoral. Ainsi, près de Calais, entre Sungatte et le cap Blanc-Nez ; ainsi encore en plusieurs localités de la Corse, on observe de véritables plages soulevée;, dont le sol fournit des fossiles nettement quaternaires.

Soulèvement des montagnes. — Durant l'époque I quaternaire diverses montagnes se sont soulevées. Telles sont les montagnes d'Agde et de Cette, dont la base porte des lambeaux quaternaires inclinés et qui présentent des brèches osseuses à des hauteurs considérables au-dessus de la mer. Volcans. — Le sol de la France centrale a été durant l'époque quaternaire le théâtre de manifestations volcaniques très développées. Elles ont laissé comme vestige une série de petits cratères dont l'activité a sans doute été alimentée par les 1 infiltrations aqueuses dérivant des grands glaciers : dont nous parierons tout à l'heure.

Ces volcans, dont les plus beaux spécimens sa montrent aup-ès de Clermont-Ferrand, ont apparu sur un sol longuement préparé à l'époque ter- 1 tiaire par les éruptions successives du trachyte et du basalte. Ils offrent à l'observation un cône de lapilli à la base duquel commence une coulée de lave parfois très longue et très épaisse.

On a reconnu que tous les volcans de l'Auvergne n'ont pas le même âge. Peut-être quelquesuns d'entre eux sont- ils tertiaires. D'autres, comme le Puy de Pariou et le Puy de Gravenoire, sont extrêmement récents.

L'activité volcanique n'est d'ailleurs pas en-