La Géologie descriptive

L’étude des éléments constituant l’écorce terrestre, celle de leur agencement, celle des formes extérieures de la surface du Globe ont souvent été abordées d’un point de vue purement descriptif et ainsi ont pris naissance plusieurs sciences qui ont acquis une individualité de plus en plus marquée : la Minéralogie, la Pétrographie, la Tectonique, la Géographie physique.

La Minéralogie a aujourd’hui pour objet exclusif Tétude géométrique, chimique et physique des corps simples ou composés qui se trouvent dans la nature et qui sont connus sous le nom de minéraux. Depuis que sous l’impulsion de Romé de l’fsle, de Dolomieu et deHaüyles études cristallographiques ont joué en Minéralogie un rôle de plus en plus important, cette science est devenue complètement indépendante de la Géologie. D’excellents traités spéciaux lui sont consacrés, qu’il est inutile de mentionner ici. Mais il est un livre qui doit être cité tout spécialement à cette place ; c’est l’ouvrage monumental, publié par A. Lacroix sous le titre de « Minéralogie de la France ». Les géologues y trouveront une mine inépuisable de documents dont la connaissance leur sera particulièrement utile.

La Pétrographie ou Lithologie est l’étude des roches, c’est-à-dire des amas de matériaux solides constituant l’écorce terrestre, amas composés soit d’un seul minéral (roches simples), soit d’un groupement de plusieurs minéraux (roches composées ). Les premiers auteurs qui mirent un

peu d’ordre dans l’étude des roches, Werner et Alexandre Brongniart, se contentaient de l’examen de leurs éléments à l’œil nu ou à la loupe. Cordier imagina d’étudier ceux-ci au microscope, après avoir réduit la roche en poussière, et en se servant de moyens physiques pour les séparer. L’emploi du microscope révéla à Ehrenberg que certaines roches sédimentaires sont formées presque exclusivement de squelettes calcaires ou siliceux d’animaux ou de végétaux inférieurs. L’examen en lumière polarisée de roches taillées en plaques minces fut préconisé pour la première fois en 1850 par IL C. Sorby d’Edimbourg, vingtans seulement après l’invention, par Nicol, du prisme de spath d’Islande qui porte son nom et après le premier emploi, par le même, de plaques réduites par la taille à une extrême minceur. L’usage généralisé de ce procédé par Ferd. Zirkel renouvela complètement les études pétrographiques. L’enseignement de ce savant, à Leipzig, celui de Tschermak, à Vienne, celui de Rosenbusch, à Heidelberg, attirèrent pendant quarante ans dans les universités allemandes une foule de travailleurs qui appliquèrent à l’étude des roches cristallines les méthodes analytiques et descriptives nouvelles. En France, F. Fouqué et Aug. Michel- Lévy publièrent en 1879 leur « Minéralogie micrographique », où les méthodes de détermination optique étaient poussées à un degré de perfection inconnu auparavant.

L’ordre de consolidation des éléments et la structure des roches jouèrent dans les travaux de

l’École française et de l’École anglaise un rôle tout à fait prépondérant, tandis que l’École de Rosenbusch introduisait à tort, dans une classification par ailleurs toute minéralogique, les conditions de gisement. Cependant les pétrographes français menèrent toujours de front l’étude sur le terrain et le travail de laboratoire. Ils furent ainsi conduits à formuler des conclusions d’une importance capitale sur le mode de formation des roches éruptives et des roches métamorphiques. En même temps, ils reconnurent tout le parti que l’on peut tirer de la reproduction artificielle des minéraux et des roches.

La composition chimique des roches avait fait, de la part de Bunsen, de J. Roth, de Durocher, l’objet de recherches devenues classiques. Sous l’influence de Brôgger, de Michel-Lëvy et surtout des pétrographes américains, elle joue un rôle de plus en plus important, aussi bien dans les essais de classification que dans les théories sur l’origine des roches éruptives. Aussi le point de vue génétique est-t-il de plus en plus prépondérant dans les études pétrographiques. D’ailleurs il y a fort longtemps que les géologues ont divisé les roches d’après leur mode de formation en roches sédimentaires ou roches exogènes (roches d’origine externe) et en roches éruptives ou roches endogènes (roches d’origine interne). On verra plus loin qu’il convient de distinguer une troisième catégorie, celle des roches métamorphiques .

L’étude des roches sédimentaires constitue aujourd’hui une branche indépendante de la

Pétrographie. L. Cayeux en a défini les méthodes dans un ouvrage fondamental.

Le géologue qui se préoccupe de décrire l’écorce terrestre ne se contente pas d’examiner les éléments dont elle est constituée, îa tâche lui incombe également d’étudier l’agencement de ces éléments, qu’ils soient disposés en couches régulières ou strates, en coulées, ou en masses compactes. On réserve quelquefois le nom de Stratigraphie à la science qui s’est donné ainsi pour objet l’étude de la structure de l’écorce terrestre. Les matériaux de l’édifice comprenant aussi d’autres roches que les roches stratifiées, il est préférable de lui appliquer les dénominations de Géologie architectonique ou de Tectonique etde réserver le nom de Stratigraphie à une autre branche des sciences géologiques, dont les tendances seront précisées plus loin.

Une grande partie de l’écorce terrestre est constituée par des sédiments déposés dans les mers anciennes en strates ou couches horizontales. Le mérite d’avoir énoncé le premier cette notion fondamentale revient à Sténon, qui, dès 1669, précisait les conditions dans lesquelles les dépôts prennent naissance dans un milieu fluide. Il constatait que dans un bassin de sédimentation « toutes les couches, excepté la plus basse, sont contenues entre deux plans parallèles à l’horizon » et il concluait déjà « que les couches qui sont ou perpendiculaires ou inclinées à l’horizon, lui ont été parallèles à une autre époque ». Il montrait que le sol de la Toscane présente des couches ainsi disloquées dont l’horizontalité

primitive ne fait pour lui aucun doute h Les observations ultérieures ont entièrement confirmé ces conclusions et l’étude des dislocations des couches, du diastrophisme, comme disent les auteurs américains, a acquis une importance croissante. On peut définir la Tectonique la science qui a pour objet l’étude des dislocations de l\écorce terrestre .

11 existe des régions entières où les couches n’ont pas été dérangées de leur horizontalité primitive. Ce sont des pays de plateaux à régime tabulaire. Dans d’autres régions les couches sont disloquées. Elles peuvent être simplement redressées et, dans ce cas, on appelle inclinaison ou pendage d’une couche l’angle que fait avec un plan horizontal sa ligne de plus forte pente, qui est elle-même perpendiculaire à la direction . Dans certaines régions, et en particulier dans les chaînes de montagnes, les couches sont plissées, tout en conservant presque toujours leur parallélisme primitif. Scheuchzer et de Saussure ont décrit, dès le xvin® siècle, dans les Alpes suisses, des plissements. Il semble que ce soit N. Desmarest1 2 qui, le premier, distingua clairement les plis concaves (couches courbées en arcconcave) et les plis convexes (couches courbées en arc-convexe), déformations que l’on désigne aujourd’hui par les termes dé anticlinal et de

1 . L. Élie de Beaumont : Fragments géologiques tirés de Sténon, de Kazwini, etc. Ann. des Sc. nat ., t. XXV, p. 337; pl . xii ; 1832.

2. Encyclopédie méthodique. Géographie physique, t. I, an III, p. 835

synclinal , introduits dans la science par Conybeare et Buckland en 1822.

La chaîne du Jura fournit un exemple classique de région plissée. Comme, en beaucoup de points, la surface des couches s’y confond avec la surface du terrain, il en résulte que les anticlinaux se traduisent par des chaînons parallèles en forme de voûtes, tandis que les synclinaux correspondent à de longues vallées longitudinales.

Dans les régions tabulaires aussi bien que dans les régions plissées, on observe en outre une autre catégorie de dislocations. Ce sont des cassures plus ou moins verticales, qui mettent en contact des couches d’âge différent et que l’on désigne sous le nom de failles , terme emprunté au langage des mineurs.

L’importance de ces notions en Géologie n’a d’ailleurs été que tardivement reconnue, grâce1 surtout aux travaux de J. Thurmann, de H. D. Rogers, d’Escher de la Linth. Elles ont été en quelque sorte codifiées, en 1888 seulement, par Emm. de Margerie et Albert Heim, dans un classique essai de définition et de nomenclature.

Si l’on conçoit la Science géologique dans le sens le plus large, on peut encore ranger dans le groupe des disciplines descriptives certaines parties de la Géographie physique, telles que la Planétologie *, qui étudie la forme et la constitution du Globe, la Morphologie terrestre, dont les deux subdivisions, I’Océanographie et

1. Une des branches les plus importantes de la Planétologie est la Géodésie, qui a pour objectif l’élude de la forme de la Terre, basée sur des mesures de précision.

I’Orographie \ s’occupent respectivement de l’enveloppe liquide et du relief terrestre. Toute la Géographie s’est d’ailleurs pendant longtemps contentée d’un rôle purement descriptif et ce n’est que tardivement qu’elle a pris une orientation plus philosophique, ainsi qu’on le verra plus loin.