II. — La Géologie dynamique

L’étude de la Terre peut être entreprise non plus au point de vue purement descriptif, mais au point de vue dynamique , c’est-à-dire en considérant le travail des forces qui agissent sur notre Globe, ou, en d’autres termes, les phénomènes dont la surface terrestre est le théâtre. Cest là le domaine de la Physique du Globe ou Géophysique, science que l’on a encore appelée Dynamique terrestre. Mais une partie seulement de cette discipline intéresse le géologue, car l’étude de Y atmosphère fait l’objet de la Météorologie, tandis que I’Océanographie et I’Hydrographie s’occupent de l’enveloppe liquide du Globe ou hydrosphère et des cours d’eau. La partie solide du Globe ou lithosphère constitue le domaihe réservé à la Géologie dynamique ou Géodynamique, qui peut être ainsi considérée comme une branche de la Physique du Globe. Le but principal de la Géologie dynamique est l’étude des

1. L’Orograpliie des anciens auteurs est devenue la Topologie, c’est-à-dire l’étude raisonnée des formes du terrain, basée en première ligne sur la Topogkaphie, art graphique, utilisant essentiellement des procédés mécaniques.

phénomènes géologiques , c’est-à-dire des phénomènes qui affectejit la lithosphère , en modifiant d'une manière quelconque son aspect extérieur , sa structure ou la composition de l’une de ses parties.

La Géologie dynamique est à la Géologie descriptive ce que la Physiologie est à l’ancienne Zoologie descriptive.

On a souvent appelé Géodynamique externe l’étude des réactions qu’exercent l’atmosphère et l’hydrosphère sur la lithosphère, tandis que le terme de Géodynamique interne est appliqué à l’étude des modifications de la lithosphère sous l’action des forces internes {.

Parmi les phénomènes géologiques, il en est, comme les tremblements de terre, les éruptions volcaniques, les grands éboulements, qui, par leur caractère catastrophique, ont de tout temps frappé l’imagination des peuples. D’autres, dont les effets sont moins saisissants, ne jouent pas un rôle moins important, en raison des transformations profondes qu’ils apportent à l’aspect de la surface terrestre. Ainsi, dans les pays de montagne, les torrents arrachent aux croupes rocheuses des débris, qu’ils transportent dans les vallées ; les glaciers entraînent également vers l’aval, bien qu’avec une extrême lenteur, des matériaux détachés des cimes environnantes et les accumulent sous la forme de moraines. Les cours d’eau charrient, tout en les roulant, les calibrant, les

1. Cette division est assez arbitraire, car les phénomènes volcaniques, par exemple, sont des manifestations extérieures de phénomènes dont le siège est en profondeur.

arrondissant, les éléments détritiques qui encombrent les vallées. En même temps, ils approfondissent leur lit, entament leurs berges et, arrivés dans la plaine, n’ayant plus la force de creuser, ils décrivent des méandres et déposent des masses considérables d’alluvions. Les vagues qui déferlent contre le rivage donnent naissance aux falaises, transportent au loin les débris arrachés et finalement les déposent au large ou sur le littoral, sous la forme de sédiments.

§ i. — Méthodes de la Géologie dynamique

Voici donc une série de phénomènes géologiques qui se passent pour ainsi dire sous nos yeux. On peut aisément les étudier par Y observation directe et enregistrer leurs phases successives. 11 est hors de doute que les mêmes phénomènes ont dû se produire aux époques géologiques anciennes. Tout en n’ayant pas été témoins des phénomènes eux-mêmes, nous pouvons en constater les résultats. Ainsi, lorsque nous rencontrons, dans une succession de terrains, une intercalation de galets volumineux, bien arrondis, bien calibrés, formant un cordon étroit, pouvons-nous conclure à un phénomène de sédimentation littorale. Le phénomène actuel éclaire le phénomène ancien. Ch. Lyell, le créateur de la méthode, disait que « le présent est la clé du passé ». Il allait même jusqu’à affirmer que tous les phénomènes du passé ont leur analogue dans des phénomènes actuels dont nous pouvons encore aujourd’hui observer la marche. Ch. Lyell est

habituellement considéré comme le promoteur de l’uniformitarisme , doctrine opposée au catastrophisme, qui était en vogue au début du siècle dernier. Toutefois, la doctrine des causes actuelles se trouve déjà en germe dans les écrits de Hutton et de Desmarest.

Il est cependant des phénomènes géologiques dont aucun observateur n’a été le témoin. Nul n’a vu se former de nos jours des plissements, et si ces dislocations se produisent encore actuellement, ce qui est fort vraisemblable, elles affectent sans doute des régions profondes, inaccessibles à l’observation. La méthode uniformitariste, sinon la doctrine, estdonc ici en défaut. Dès lors le champ est ouvert à des interprétations multiples, basées uniquement sur le raisonnement. C’est la méthode spéculative qui intervient. Les conclusions à quoi elle conduit ont d’autant plus de chances d’être conformes à la réalité que les observations sont plus nombreuses et que les effets produits par le phénomène sont analysés d’une manière plus minutieuse.

La reproduction expérimentale des phénomènes permet souvent, surtout dans les cas où l’observation directe est inapplicable, d’élucider maint problème géologique, quoiqu’il soit rarement possible de se placer, dans une expérience de laboratoire, dans les conditions réalisées dans la Nature. Sir James Hall a, le premier, soumis des roches à une compression intense. Alphonse Favre, Hans Schardt, Bailey W illis et d’autres ont reproduit expérimentalement de nombreuses variétés de plissements, mais c’est Daubrée qui

a fait de la Géologie expérimentale un corps de doctrine. Malheureusement ses continuateurs ont abusé de ses méthodes et souvent leurs reproductions de certains phénomènes géologiques ne possèdent guère que la valeur d’expériences de physique amusante.

Puisque l’on doit renoncer au groupement irrationnel des phénomènes géologiques en deux catégories principales, suivant qu’ils appartiennent à la Géodynamique interne ou à la Géodynamique externe, il y a lieu de se préoccuper de classer ces phénomènes suivant un autre principe. Il est assez naturel de les décrire dans l’ordre chronologique suivant lequel ils se sont manifestés en un point déterminé de la surface du Globe, et si cet ordre est constant, il est nécessaire de définir les phases successives de ce que L’on peut appeler le cycle des phénomènes géologiques .

Dans les phénomènes dont il a été donné plus haut des exemples la dégradation des reliefs terrestres, qu’elle soit due à l’action des agents atmosphériques, des eaux courantes, des glaciers, des vagues du littoral, aboutit toujours à la formation de dépôts ou sédiments. Quel que soit le lieu où s’effectue cette sédimentation, vallée, lac, mer intérieure ou océan, les matériaux meubles accumulés subissent, postérieurement au dépôt, des transformations physiques ou chimiques et deviennent des roches. Ainsi s’élaborent, au moins en partie, les matériaux qui prennent part à la constitution de l’écorce terrestre. C’est là une première phase du cycle des

phénomènes géologiques, que l’on peut appeler la phase de Lithogénèse.

Les roches sédimentaires, déposées en couches horizontales, sont ensuite redressées, plissées, soulevées, en un mot disloquées, de manière à édifier les reliefs de l’écorce terrestre et en particulier les chaînes de montagnes. Ces mouvements, qui sont nécessairement postérieurs à l’élaboration des matériaux, ont été qualifiés de phénomènes orogéniques et la phase du cycle qui est caractérisée par la production de ces dislocations a été appelée la phase d’ÛROGÉNÈsE.

Sitôt que les phénomènes orogéniques ont donné naissance à des reliefs, ceux-ci se trouvent soumis à l’action des agents atmosphériques et des eaux courantes. Les variations de température désagrègent les roches, les eaux chargées d’acide carbonique les dissolvent, le ruissellement entraîne les particules meubles et les substances dissoutes, les torrents et les rivières entament profondément les flancs des montagnes, et toutes ces forces réunies modifient totalement la forme des reliefs et donnent au terrain son modelé. C’est une nouvelle phase dans la succession des phénomènes géologiques qui commence, la phase de Glyptogénèse. Les matériaux arrachés aux montagnes sont transportés et déposés dans les régions basses. Nous sommes ainsi revenus à notre point de départ, nous voyons entrer en jeu les mêmes agents qui, au début du cycle, préparaient les matériaux de la sédimentation : le cycle est fermé.

Il est nécessaire d’entrer maintenant dans plus

de détails sur les trois phases du cycle et de montrer la multiplicité des phénomènes qui se manifestent au cours de chacune d’elles. Il sera intéressant de rechercher à ce propos comment des notions, aujourd’hui classiques, se sont peu à peu imposées à l’esprit des hommes qui ont été nos initiateurs.

§ 2. — Lithogénèse

La phase de lithogénèse comprenant par définition l’ensemble des phénomènes qui donnent lieu à la formation des roches, on doit faire rentrer dans les chapitres qui lui sont consacrés non seulement l’étude des roches sédimentaires, mais encore celle des roches que l’on a qualifiées d’éruptives (ou ignées) et de métamorphiques. La distinction entre ces trois catégories de roches n’a été nettement établie qu’au début du siècle dernier.

1. Formation des roches sédimentaires . — Des données plus ou moins exactes sur la formation des sédiments se trouvent déjà dans les écrits d’auteurs anciens, tels que Sténon, de Maillet, Guettard, et l’on doit au grand Lamarck d’avoir, le premier, reconnu le rôle des organismes dans la formation des calcaires4. Mais ce n’est que

1. J. -B. Lamarck : Hydrogéologie ou Recherches sur l'influence qu’ont les eaux sur la surface du globe terrestre; sur les causes de l’existence du bassin des mers, de son déplacement et de son transport successif sur les différents points de la surface de ce globe; enfin sur les changemens que les corps vivants exercent sur la nature et l’état de cette surface. 1 vol. in-8°, 268 p. Paris, an X.

vers la fin du xix® siècle que l’exploration systématique des océans fournit des renseignements précis sur la répartition et l’origine des sédiments de haute mer. Les échantillons de fonds recueillis.au cours de l’expédition mémorable du Challenger (1873-76) furent étudiés par Sir John Murray et Renard dans un mémoire, où les auteurs ne se contentent pas'de décrire les sédiments qui tapissent le fond des océans, mais précisent en outre leur mode de formation et représentent pour la première fois sur une carte leur répartition géographique. C’est sur cet ouvrage classique, qui est devenu la base de toutes les études ultérieures sur les sédiments, que se sont appuyés notamment les travaux plus récents de Joh. Walther, de Cayeux, de W. Collet.

La transformation des sédiments en roches était considérée par Hutton comme le résultat de l’action du feu. C’est encore Lamarckqui, le premier, a attribué cette transformation à un phénomène de cimentation par des solution s aqueuses s’infiltrant dans les vides qui séparent les grains (« lapidescence par infiltration »). Aujourd’hui on désigne sous le nom de diagénése les modifications d’ordre chimique que subissent les sédiments immédiatement après leur dépôt. Bischof a préparé les voies à l’étude de ces phénomènes, mais les recherches de Murray ont, ici aussi, ouvert des horizons nouveaux.

2. Formation des roches éruptives . — L’étude des volcans en activité remonte aux Anciens, mais le rôle que jouent les éruptions volcaniques

dans la formation de certaines roches ne fut reconnu que tardivement. C’est à Guettard1 que revient incontestablement le mérite d’avoir, dès 1752, affirmé la nature volcanique de certaines montagnes de l’Auvergne. Les preuves géologiques de cette assimilation ne furent fournies que près de vingt ans plus tard par les recherches méthodiques de Desmarest2. Cet observateur incomparable figura sur plusieurs cartes topographiques d’une fort belle exécution les piineipales coulées des volcans d’Auvergne, il détermina le point de sortie d’un grand nombre d’entre elles et put même les répartir entre plusieurs périodes. En même temps il reconnut l’identité de composition des « volcans enflammés » et des « volcans éteints » et montra le passage graduel des scories aux laves compactes et au basalte. Il fut le premier à établir l’origine volcanique de cette dernière roche, dontla division en prismes avait attiré l’attention de nombreux auteurs. Ses voyages lui permirent de comparer les produits des volcans du Yicentin, des environs de Rome et de Naples à ceux des volcans d’Auvergne et il constatait que partout le basalte prismatique faisait partie intégrante des coulées. Ses conclusions, bien qu’elles fussent basées sur des observations facilement

t . Guettard : Mémoire sur quelques montagnes delà France qui ont été des volcans. Histoire de l’Acad., Mèm. de Mathém. et de Phys. f ann. 1752, p. 27-59, pl. iv-v; 1756.

2. Desmarest : Mémoire sur l’origine et la nature du Basalte à grandes colonnes polygones, déterminées par l’Histoire naturelle de cette pierre, observée en Auvergne. Ibid., ann. 1771 , p. 705-775, pl. xv; 1774.

contrôlables, ne furent cependant pas acceptées par la plupart de ses contemporains, si grande était l’autorité dont jouissait alors le Saxon Werner, qui considérait le basalte comme urie roche sédimentaire, déposée par un océan primitif recouvrant les plus hautes montagnes, et attribuait les éruptions volcaniques à la combustion souterraine de couches de houille. Telle était la doctrine neptuhienne, qui s’opposait à la doctrine plutonienne d’Hutton et de ses disciples. Ceux-ci reconnaissâientbien la natureéruptivedubasalte, mais ils l’envisagaient comme une roche ignée qui, au lieu de s’épancher à la surface, aurait été injectée en profondeur entre les strates. On qualifierait aujourd’hui d'intrusive une pareille roche, dont il existe d’ailleurs de nombreux exemples. Une étude plus approfondie des volcans actuels et de leurs produits était nécessaire pour amener l’adhésion unanime des géologues aux vues exprimées par Desmarest. Ce fut l’œuvre des llumboldt, des Léopold de Buch, des Poulett Scrope, des Constant Prévost, des Sartorius von Waltershausen, des Seebach, des Fouqué. Désormais il n’était plus possible de nier l’existence d’appareils volcaniques remontant même aux époques géologiques les plus anciennes et la pétrographie des roches éruptives pouvait faire appel à des considérations d’ordre génétique. La division en roches cT épanchement et roches de profondeur est basée sur ce point de vue.

3. Formation des roches métamorphiques . — Dès 1797, Hutton reconnaissait que certaines

22 LES DSICIPLINES DE LA GEOLOGIE

roches, constituées principalement ou exclusivement par des éléments cristallins, ne sont autre chose que des roches sédimentaires transformées par l’action de la chaleur et de la pression. Ch. Lyell leur donnait en 1825 le nom de roches métamorphiques et appelait métamorphisme l’ensemble des phénomènes qui ont donné lieu à leur transformation. Les principales roches métamorphiques sont les schistes chloriteux, les schistes à séricite, les micaschistes, les amphibolites, les gneiss. Virlet d’Aoust, dès 1845, leur adjoignit le granité, qui, j usque-là, était rangé dans les roches éruptives et qui est aujourd’hui considéré, par certains auteurs, comme le terme •extrême du métamorphisme.

A la suite des travaux de Scheerer, de Daubrée, de Delesse, l’Ecole française attribue le métamorphisme à l’action combinée de la chaleur et de l’eau sous pression, condition qui n’est réalisée que dans les régions profondes de l’écorce terrestre. Les savants allemands se partageaient, par contre, en deux camps : les uns, avec J. Roth, envisageaient les schistes cristallins comme la première croûte solide formée à la surface du Globe; les autres, avec Lossen, J. Lehmann et Rosenbusch, regardaient les gneiss, en particulier, comme le produit du laminage des granités, considérés eux-mêmes comme éruptifs. Actuellement, grâce aux arguments décisifs donnés par Michel-Lévy, par Barrois, par Lacroix, par Termier, les vues de l’Ecole française sont assez généralement adoptées.

§ 3. — Orogénèse

L étude analytique des dislocations de l’écorce terrestre conduit naturellement à rechercher la solution du problème le plus passionnant de la Géologie, celui de l’origine des chaînes de montagnes.

Pendant toute la première moitié du xixe siècle, la plupart des auteurs envisageaient les mouvements orogéniques comme laconséquence des phénomènes volcaniques. Cette idée était déjà en germe dans la théorie de la Terre de Hutton et elle prit corps dans un travail du géologue allemand Léopold deBuch, publié en 1819, où ce savant illustre exposa pour la première fois sa conception des cratères de soulèvement. Les montagnes présentant à leurcentre un grand rempart cratériforme auraient pris naissance par un soulèvement brusque sous la poussée des matières fluides d’origine interne et des gaz sous pression. L’inclinaison, vers la périphérie, des nappes de lave et des couches de scories et de cendres serait due, dans la pensée de Léopold de Buch, non pas, comme on l’admet aujourd’hui, à des alternances de coulées et d’amas de projection disposées suivant la pente de la montagne, mais à un soulèvement vertical s’effectuant en un pointcentral. Plus tard le savant allemand appliqua sa théorie aux voûtes que l’on observe dans les terrains sédimentaires et il attribuait le soulèvement des Alpes méridionales à la poussée verticale du porphyre augitique le long d’une grande ligne de cassure!

Elie de Beaumont se fît en France le champion de la théorie des cratères de soulèvement. Il écrivait encore en\1852 les lignes suivantes, qui résument bien sa pensée :

« Les matières que la compression latérale a forcées à chercher une issue au dehors ont passé à travers la surface auparavant unie du terrain (comme le doigt, pour ainsi dire, à travers une boutonnière), mais en crevant de bas en haut les assises superficielles, pour former des intumescences allongées. »

Cependant Constant Prévost, à la suite d ’observations faites dans le Plateau Central et à l’éphémère île Julia, s’élevait dès 1833 contre cette théorie. Il considérait les cônes volcaniques comme des accumulations de matières rejetées au dehors et affirmait le rôle purement passif des éruptions. « Rien dans les volcans, disait-il, ne montre les résultats d’une force qui aurait commencé par soulever et fracturer le sol sur une grande étendue et une grande hauteur. »

Il a fallu ensuite les efforts de Poulett Scrope, de Lyell, de Fouqué pour convertir les derniers adeptes des théories basées sur le rôle actif des éruptions volcaniques dans lesphénomènes orogéniques.L’on sait aujourd’huique les éruptions volcaniques, loin d’être la cause de ces phénomènes, en sont la conséquence.

On a attribué aussi, dans les phénomènes orogéniques, un rôle actif aux roches cristallines et cristallophylliennes qui constituent les « massifs centraux » des Alpes, le mont Blanc, le massif du Saint-Gothard, par exemple. Pour B. Studer, ces massifs seraientarrivés à la surface sous l’action d’une force agissant de bas en haut, ils

LES DISCIPLINES DE LA GEOLOGIE 2ï>

auraient crevé leur couverture de terrains sédimentaires,en refoulantlatéralementces terrains, qui forment aujourd’hui, sur leurs bords, des zones de plissement symétriques. Albert Heim s’est élevé avec force contre cette manière de voir et il a pu montrer, en même temps que Baltzer, que les terrains cristallophylliens ont été plissés concurremment avec leur couverture sédimentaire et que les roches granitiques qui leur sont associées ont joué dans le plissement un rôle tout aussi passif que les roches volcaniques.

Si Léopold de Buch et son Ecole ont assigné aux soulèvements un rôle dans la formation des plissements qui en réalité ne leur revient pas, une autre École a exagéré le rôle joué par les affaissements et par les effondrements , c’est-àdire par des mouvements où intervient seule l’action de la pesanteur. Cette conception est déjà en germe dans les écrits de Bernard Palissy, de Sténon, de J . A. de Luc. Constant Prévost, partant de l’hypothèse du refroidissement graduel du Globe, supposait que l’écorce terrestre, n’étant plus soutenue par la masse fluide sur laquelle elle repose, s’effondre graduellement, lesvoussoirs en voie d’affaissement exerçant sur les voussoirs voisins une pression latérale, qui donne lieu, comme phénomène accessoire, à la formation des montagnes. Plustard, James Dana imaginait un affaissement graduel du fond des grands océans; il en déduisait la conséquence que les continents sont soumis sur leurs bords à une compression latérale, qui détermine la

formation d'une chaîne de montagnes sur l’emplacement d’un géosynclinal , ride concave de l’écorce terrestre, née, d’après lui, à la limite de l’océan et du continent.

Nul mieux qu’Ed.Suess n’a mis en évidence le rôle important des effondrements dans la formation des reliefs terrestres. Il a montré que certains massifs qu’il appelle horsts doivent leur mise en saillie au fait qu’ils ont conservé leur hauteur absolue primitive, alors que le pays alentour s’effondrait le longde grandes cassures. Cette notion des horsts est assez généralement admise, surtout avec les réserves formulées avec un grand sens critique par Albert de Lapparent, qui montra la nécessité d’admettre des soulèvements de grande amplitude antérieurs à l’effondrement. On sait aujourd’hui que, dans une région déterminée, la formation des horsts et des fossés effondrés est postérieure au plissement. Pour Suess, par contre, — au moins dans * ses premiers écrits, — le plissement est, comme pour Constant Prévost et pour Dana, une conséquence de l’affaissement. Plus tard, il insista surtout sur l’influence exercée par l’avant-pays sur les allures des zones de plissement, les horsts constituant des butoirs contre lesquels viendraient s’arcbouter les chaînes, tandis que les dépressions auraient une tendance à être recouvertes par le bord externe des zones plissées. Il semble que là aussi une part tout à fait exagérée soit faite au rôle des affaissements.

Ni la théorie des soulèvements ni celle des

affaissements ne peuvent expliquer la formation de zones plissées et le déversement des plis, allant souvent jusqu’à l’horizontale et la dépassant parfois; aussi ces théories ont-elles bientôt fait place à celle des refoulements latéraux. On oppose aujourd’hui aux dislocations résultant de mouvements verticaux, celles qui ont pour cause des mouvements tangentiels de 1 écorce terrestre.

La première mention des refoulements se trouve dans les « Voyages dans les Alpes » de H. B. de Saussure, où cet auteur écrit en 1796 : « Ce fait fournit un bel exemple du refoulement que je regarde comme la cause générale du redressement des couches originairement horizontales. » Quelques années plus tard, Dolomieu1, vérifiant sur place les observations de Saussure, exposait dans les termes suivants une conception des phénomènes de recouvrement qui devançait d’un siècle l’interprétation aujourd’hui courante de la tectonique des Alpes :

« L’explication de cette situation (redressement a ertical des strates), qui ne peut être originelle, et de tous les fracas et désordres apparens qui s’observent dans ces montagnes, ne peut se trouver que dans la supposition d’un choc qui, frappant obliquement contre l’écorce consolidée de notre globe, l’aurait refoulée, aurait, en les rompant avec violence, déplacé et soulevé les bancs, et aurait forcé les uns à s’arcbouter, se contrebouter entre eux en se soutenant en l'air, telles les masses qui constituent le Mont-Blanc, pendant que les autres, retombant après la secousse, auraient

1 Rapport fait à l’Institut national par le C*" ÜOLOMitu, Ingénieur des Mines, sur ses voyages de l’an V et de l’an VI. Journal des Mines, an VI, p. 425.

chevauché sur les masses inférieures, et se seraient ainsi soutenus dans une situation bien moins éloignée de leur position originelle ; telles sont les masses dont le Mont-Rose est composé. »

Pendant au moins un demi-siècle l’hypothèse des mouvements tangentiels s’appuya uniquement sur des considérations d’ordre théorique. La Géologie expérimentale lui apporta des confirmations éclatantes, sans cependant fournir des éclaircissements suffisants sur le mode d’action des forces entrant en jeu dans ces mouvements. Le plissement de zones déterminées de l’écorce terrestre, de « fuseaux » était expliqué tantôt par une compression bilatérale, due à la contraction de la Terre, tantôt par une poussée unilatérale, tantôt même par une expansion sous l’action de la chaleur.

La théorie de la contraction n’était pas basée sur des faits d’observation, elle était déduite directement de l’hypothèse de la diminution graduelle du rayon terrestre sous l’influence du refroidissement, qui est elle-même une conséquence de la théorie de Laplace et suppose la Terre à l’état de fusion, recouverte seulement d’une mince enveloppe solide. Élie de Beaumont l’avait entrevue dès 1829 et l’avait formulée plus clairement en 1852, dans sa Notice su r les systèmes de montagnes . Voici les passages les plus caractéristiques dans lesquels il a résumé son hypothèse. Ils sont noyés au milieu de longues considérations géographiques ou mathématiques, qui n’ont plus aujourd’hui qu’un intérêt rétrospectif.

(( Le phénomène lent et continu du refroidissement <le la terre occasionne une diminution progressive dans la longueur de son rayon moyen, et cette diminution détermine dans les différents points de la surface un mouvement centripète qui, en rapprochant chacun d’eux du centre, l’abaisse par degrés insensibles audessous de sa position initiale. »

« Il me paraît impossible qu’elle (la croûte solide extérieure) ait jamais pu se soutenir sans appuis. Son poids l’a donc tenue constamment appliquée sur le liquide intérieur. Ce liquide intérieur n’étant plus assez volumineux pour pouvoir la remplir et pour la soutenir partout, si elle avait conservé sa figure sphéroïdale régulière qui correspond à son maximum de capacité , elle s’est écartée par degrés de cette figure en se bosselant légèrement. Mais un pareil bossellement ne pouvait avoir lieu sans que certaines parties de l’enveloppe éprouvassent une compression, d’autres une extension.»

« Les chaînes de montagnes correspondent essentiellement aux parties de l’écorce terrestre dont l’étendue horizontale a diminué par l’effet d’un écrasement transversal. Les portions restées intactes de part et d’autre ont cessé d être liées entre elles d’une manière invariable; elles ont formé comme les deux mâchoires d’un étau dans lequel la partie intermédiaire a été comprimée. »

Si Élie de Beaumont était conduit à admettre l’existence d’une compression bilatérale , James D. Dana, tout en partant des mêmes conceptions théoriques, concluait, par contre, en faveur de poussées unilatérales , agissant des océans vers les continents. La même hypothèse d’une poussée unilatérale se retrouve dans toute l’œuvre d’Ed. Suess, où l’auteur s’est efforcé sans cesse de mettre en évidence la dissymétrie des chaînes de montagnes.

Le mérite d’avoir le premier donné une base concrète à la théorie des mouvements tangentiels revient incontestablement à Albert Heim.

Ce géologue publia en 1878, dans un ouvrage qui fit époque, une description détaillée des Alpes de Glaris, qui non seulement renferme la preuve de l’existence de grands plis couchés à flanc inverse étiré, mais qui donne en outre une démonstration irréfutable du mécanisme de ces phénomènes. En se basant sur les travaux de Heim, sur ceux de Gosselet dans le bassin houil- 1er franco-belge et sur des observations personnelles en Provence, Marcel Bertrand put ensuite affirmer en 1884 la généralité des phénomènes de recouvrement dans les chaînes de montagnes. L’impulsion donnée par les puissantes généralisations de Marcel Bertrand aux travaux de tectonique fut considérable, elle donna à l’Ecole française une situation tout à fait prépondérante. Avec Maurice Lugeon, en 1902, la théorie des grandes nappes de charriage, appliquée à l’ensemble des Alpes Suisses, triomphait des dernières résistances. Termier publiait l’annéesuivante une «synthèse des Alpes» et bientôt éclosait en Suisse, en Allemagne, en Autriche, en France une floraison de travaux inspirés par ces modèles, dont même la guerre mondiale n’a pas arrêté l’épanouissement.

Mais la découverte des grandes nappes de charriage ne devait pas être le seul facteur dans le progrès de nos connaissances des phénomènes orogéniques. La question du déplacement des lignes de rivage se relie de très près à celle de la formation des chaînes de montagnes. Il y a longtemps, en effet, que de nombreux auteurs, à la suite dePlayfairetde Léopold de Buch,

attribuaient ce phénomène à des oscillations lentes du sol, autrement dit à des soulèvements et à des affaissements de régions entières, telles que le massif Scandinave. Les objections que Suess opposa à cette conception perdirent toute valeur lorsque le géologue suédois G. de Geer fournit, par une analyse rigoureuse, la démonstration d'un affaissement en masse de la Scandinavie. postérieur au retrait des glaces, qui marque la fin de l’époque glaciaire et fut suivi bientôt d’un mouvement en sens inverse. L’hypothèse d’oscillations universelles du niveau des mers (mouvements eustatiques), émise par Suess, fut réduite à sesjustes proportions le jour où il fut établi que les grandes invasions marines, connues sous le nom de transgression^, dont les périodes géologiques ont été témoins à plusieurs reprises, ne sont* pas des phénomènes universels, comme le croyait Suess, et qu’elles font au contraire sentir leurs effets exclusivement dans les régions de la surface terrestre situées en dehors des zones de plissement récentes. .

L’analyse des transgressions et des régressions marines montre que ces régions, que l’on peut qualifier d’aires continentales, ont été le théâtre d’oscillations verticales, analogues à celles qui se sont produites en Scandinavie. Ce sont les mouvements épirogéniques de Gilbert. Et c’est encore à Marcel Bertrand que revient le mérite d’avoir établi que les aires continentales prennent naissance par la segmentation des zones de plissement, sous l’effet d’une surélévation de l’axe des plis suivant un système orthogonal. Les

aires de surélévation alternent avec les aires d’ennoyage, telles que les a définies Termier. Le massif Armoricain, le Plateau Central, le double massif des Vosges et de la Forêt-Noire sont des aires de surélévation dans la zone des plissements armoricains-varisques ; le détroit du Poitou, le détroit de la Côte-d’Or sont des aires d’ennoyage dans ce même faisceau de plis.

Dans l’idée de Marcel Bertrand, la formation du réseau orthogonal aurait été contemporaine de la formation de la zone de plissement ellemême. L’auteur de cet article a montré qu’en réalité la segmentation est bien postérieure au plissement. Les mouvements orogéniques et les mouvements épirogéniques d’une zone déterminée ne sont donc pas contemporains. Ce sont des épisodes successifs dans la phase d’orogénèse.

§ 4. — Glyptogéüèse

Dès que, par le jeu des mouvements épirogéniques, une région de la surface terrestre est mise en saillie, les phénomènes de glyptogénèse entrent en action etdonnentnaissance au modelé. Les formes du terrain résultent d’une véritable dissection par les agents dynamiques externes, dont les plus importants sont le ruissellement des eaux pluviales, les eaux courantes et les vagues du littoral. Dès 1774, Guettard1 publiait

1. Guettard : Sur la dégradation des montagnes faite de nos jours par les fortes pluies ou averses d’eau, par les fleuves, les rivières et la mer. Mém. sur diff . parties de la physique de Vhist. nat. des sc. et des arts , t. III, p. 209-222; 1774.

un mémoire sur la dégradation des montagnes par les pluies, les rivières et la mer. Avant lui, John Ray et Generelli avaient pressenti le rôle capital joué par les eaux courantes dans la formation du modelé. Le problème de l’origine des vallées est aussi ancien que la Géologie. Desmarest, Hutton et son disciple Playfair, Lamarck ont mis en évidence leur creusement par l’action des eaux courantes. Mais les vues si justes de ces grands précurseurs ne tardèrent pas à tomber dans l’oubli, le rôle de l’érosion fut formellement nié par toute une Ecole, l’origine des vallées fut attribuée exclusivement à des causes tectoniques, qui peuvent, il est vrai, entrer en jeu pour faciliter le travail des eaux courantes, mais sans que leur intervention soit indispensable. Cependant, dès 1841, Alexandre Surell était amené, au cours de ses études sur les torrents des Hautes-Alpes, à formuler les lois de l'èrosion, redécouvertes beaucoup plus tard par des géologues suisses ou américains, auxquels, même dans notre pays, on les a trop souvent attribuées. Ce n’est que plus tard encore que furent précisées, par divers auteurs, les conditions structurales préexistantes qui peuvent modifier le profil en long et le tracé des cours d’eau.

Si les eaux courantes jouent en général un rôle tout à fait prépondérant dans la formation du modelé, elles sont loin d’être le seul agent de glyptogénèse. Le gel et le dégel, l’action chimique des eaux de pluie, l’intervention des organismes donnent lieu à la désagrégation des roches. Le transport des produits de la désagré-

gation est effectué soit sous la simple action de la pesanteur ou du ruissellèment, soit sous l’intervention du vent, des eaux courantes, ou encore des glaciers. Sur les côtes, les vagues réalisent à la fois l’ablation et le transport des éléments arrachés aux falaises. Chacun de ces agents abandonne finalement les matériaux qu’il a transportés, il les dépose, et les sédiments ainsi formés remplissent des dépressions, modifiant à leur tour l’aspect du relief terrestre. Ces notions sont très anciennes, mais elles n’ont été exposées d’une manière systématique que vers la fin du xix® siècle, dans les ouvrages de Heim, d’Albert de Lapparent, d’Emm. de Margerie et de la Noë, de Joh. Walther, etc.

Lapossibilité du transport des blocs erratiques par les glaciers a été reconnue dès 1802 par Playfair, le plus fidèle disciple deHutton. La théorie du transport de matériaux détritiques par d’anciens glaciers fut élaborée plus tard par Venetz, par J. de Charpentier, par Louis Agassiz et ses disciples, et appliquée tout d’abord aux Alpes Suisses; mais ce n’est qu’en 1875 que le géologue suédois Torell put affirmer l’existence, à l’époque dite glaciaire, d’une calotte de glace, qui non seulement recouvrait toute la Scandinavie, mais qui s’étendait en outre à toute la plaine de l’Allemagne du Nord et partiellement à la Russie septentrionale. Les traînées de blocs connues sous le nom de moraine? frontales , que l’on sait aujourd’hui avoir été déposées par le glacier Scandinave lors de ses phases de retrait, avaient été précédemment attribuées à une irruption de

la mer, tandis que les blocs erratiques auraient été transportés par des ice-bergs .

La possibilité du surcreusement des vallées par l’action des glaciers fut reconnue pour la première fois parle géologue écossais A. G. Ramsay dès 1862, mais ce n’est guère que depuis 1900 que l’on attribue à ce phénomène, grâce aux travaux de Penck, de W. M. Davis, d^D. Nordenskjôld, l’importance qui lui revient.

Le rôle joué par l’action des vagues sur le littoral ne saurait être méconnu, mais on a certainement exagéré son importance dans les phénomènes de dénudation, qui ont fait disparaître des couches autrefois très étendues et ont amené à l’aflleurementdes terrains autrefois recouverts. Richthofen est tombé dans ce travers en attribuant un rôle bien trop considérable à ce qu’il appelait X abrasion marine. Aujourd’hui on tendrait plutôt à exagérer l’importance de la dénudation subaérienne, produite par l’érosion fluviatile et quelquefois simplement par l’action des agents atmosphériques. C’est ainsi que les falaises de l’intérieur reculent lentement, exactement comme les falaises du littoral. Chaque massif montagneux est. disséqué par tout un réseau de torrents et de rivières, il ne tarde pas à être débité en monticules isolés, séparés par des vallées à fond plat. Ces monticules, témoins de l’ancien relief et dénommés, pour cette raison, buttes-témoins, ou simplement témoins , seront à leur tour attaqués par le ruissellement et par les eaux courantes; leur masse diminuera sans cesse, grâce à l’entraînement dans les vallées

des parties ameublies par la désagrégation. « La terre se dégrade, les montagnes s’abaissent, les vallées s’élèvent, la terre semble tendre à prendre une surface plane », écrivait Guettard * en 1774. A. Penck envisageait en 1889 cet aplanissement comme le a terme final de l’érosion », tandis que W. M. Davis qualifiait, dans la même année, de pénéplaine une plaine formée dans ces conditions. C’est grâce à cette « pénéplanation » que la carte géologique d’un pays relativement plat peut prendre un aspect des plus bariolés, des couches disloquées, d’âge très différent, étant amenées à l’affleurement..

§ 5. — Succession des cycles

Supposons maintenant qu’une pénéplaine subisse, dans son ensemble, un affaissement et qu’elle soit envahie par une transgression marine. Sur son emplacement, le fond de la mer sera le siège de nouveaux phénomènes de sédimentation, une nouvelle phase de lithogénèse commencera et un nouveau cycle succédera au premier.

U histoire géologique de notre planète n'est pas autre chose que l'histoire de ces cycles successifs. Chaque grand cycle correspond à une division de premier ordre dans la succession des temps géologiques.

Ainsi, les temps primaires furent marqués, dans une grande parti-e de l’Europe, par une sédimentation très active, suivie de mouvements