LOCALISATION DES VOLCANS

192. — Suivant Thypothèse de Laplace, lorsque la Nébuleuse se fut résolue en ces fragments qui forment aujourd'hui le Soleil, les planètes et leurs satellites, la Terre continua son mouvement de rotation et ses particules tendirent à se répartir suivant leur densité autour de Taxe de rotation, les plus lourdes au centre et les plus légères à la périphérie.

Or, c'est précisément dans cet ordre de classement que les éléments nous apparaissent, les roches éruptives ayant une densité d'autant plus grande qu'elles proviennent d'une émission plus récente. Cette considération peut être tenue pour suffisante à la justification de la fluidité de la Terre à l'origine (voir n" 45).

Notre astre, soleil aujourd'hui éteint, était, comme conséquence de cet état de choses, noyé dans une atmosphère portée à une haute température et formée en grande partie de vapeur d'eau et de vapeurs salines, chlorées et fluorées.

MiRON. — Les phénomènes volcaniques. 9

On évalue à 250 kilogrammes par centimètre carré, la pression exercée sur la Terre par Tatmosphère originelle.

En raison de ses faibles dimensions, le Globe vécut une vie stellaire relativement courte ; il se refroidit, s'éteignit et passa par une phase intermédiaire entre l'état fluide et celui d'une masse en fusion recouverte d'une croûte solidifiée, caractéristique de l'époque archéenne, première étape de l'histoire de la Terre.

Cette solidification de la surface se fit par à coups : les premiers Ilots émergés présentant — c'est un fait d'expérience — une densité plus grande à Tétat solide qu'à l'état liquide, s'enfoncèrent jusqu'à ce qu'ils eussent rencontré une couche liquide de densité égale à la leur.

Mais, le refroidissement se poursuivant, d'autres plages solidifiées émergèrent qui finirent par se souder entre elles et former autour du globe une couche solide continue. En même temps, la température de l'atmosphère s'abaissant, des précipitations aqueuses et salines se firent : des réactions chimiques que nous ignorons s'exercèrent sous l'influence de la haute pression qui régnait, entre les produits des précipitations atmosphériques — et les éléments des roches primordiales d'une part et ceux des zones encore fluides, d'autre part — , portés à une température élevée, c'est vrai, mais néanmoins inférieure à celle que conçoit l'esprit au premier abord.

193. — Dès lors, notre globe a pris la forme ovoïde que nous lui connaissons et il continuera à se refroidir, mais lentement, grâce à son enveloppe solide, mauvaise conductrice de la chaleur. Ainsi que nous l'avons indiqué, une masse de lave peut conserver l'état liquide pendant des années quand elle est recouverte d'une croûte de quelques décimètres d'épaisseur, la température de cette dernière restant voisine de 70 à 80» C (voir n° 57).

FORMATION DU REUEF TERRESTRE 13f

Mais en même temps, il se contractera, ses dimensions, son diamètre si l'on peut s'exprimer ainsi, diminueront, et, par endroits, l'enveloppe solide manquera de points d'appui et deviendra le siège de phénomènes complexes qui conti nuent à se manifester de nos jours (voir n* 195) souvent accompagnés de crises violentes, au nombre desquelles figurent les paroxysmes volcaniques.

On estime, qu'aujourd'hui, l'épaisseur moyenne de l'écorce est d'environ 70 kilomètres et l'opinion est à peu près unanime sur la fluidité du noyau interne.

104. — Les vides produits entre le noyau lluide et le soubassement de la croûte solidifiée, joiguantleuractioaau mouvement de contraction propre de l'écorce, par refroi-

Fig.ïS

•dissement, ont amené celle-ci à se rider, h se plisser, tout comme se ride et se plisse l'enveloppe d'un ballon de caoutchouc par suite de la déperdition de son gaz.

La puissance des assises, la dureté des roches constituantes n*ont pu former obstacle à cette loi générale dont les effets sont particulièrement visibles dans les pays de montagnes (ûg. 23), où, plus fréquemment qu'ailleurs, des flancs escarpés et dénudés offrent à Tœil une vue d'ensemble de leurs assises constituantes, et permettent d'en suivre Tallure tourmentée, sur de grandes distances.

De ce mouvement sont résultés les creux océaniques et les reliefs continentaux et, sur ces derniers, les chaînes de montagnes, d'une part, et les vallées, d'autre part.

105. — Insensiblement, ce mouvement se produit de nos jours et c'est d'une façon précise et indiscutable que Ton constate un affaissement lent mais continu en : Pays-Bas, Finistère, Bretagne, Normandie, Provence, Scandinavie du sud, Angleterre, Italie, Chine du sud, Australie du nord. Pacifique du nord, et un relèvement en : Flandre française, Poitou, Aunis, Gironde, Allemagne du nord, Chine du nord, Australie du sud, Pacifique du sud.

196. — La surrection des chaînes de montagne avait été tout d'abord expliquée par l'intrusion de masses éruptives, mais, à part quelques cas tout à fait exceptionnels, cette explication doit être rejetée. Partout ailleurs, on constate que la modification apportée à l'écorce a touché de la même manière la roche éruptive sous jacente, et les dépôts qui la recouvrent.

197. — L'hypothèse des Refoulements et des Effondrements consécutifs, développée par Neumayer et Suess (*) rend mieux compte que les autres de la formation du relief actuel ainsi que des accidents et particularités qu'il présente.

(») Suess. — Antlitz der Srde.

FORMATION DU RELIEF TERRESTRE

L'écorce du globe ne présentait pas, dès qu'elle fut constituée, une composition homogène et une égale résistance mécanique dans toute son étendue ; des parties faibles existaient et le mouvement de rotation du globe venait ajouter son influence.

Ces lignes de faible résistance devenaient Taxe d'une dépression qui s'accentuait, dans la suite, en même temps que la pression latérale, cause de cette déformation, continuant à refouler la matière, surélevait au moins un des bords de la dépression où naissait une chaîne de montagnes.

Les précipitations atmosphériques continuant à se produire au fur et à mesure que la température s'abaissait, s'accumulaient dans les dépressions, corrodaient le fond et ultérieurement déposaient ces assises sédimentaires si puissantes et que l'on ne trouve que sur les bords et dans l'intérieur des massifs montagneux.

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Fig. 24

Sous la continuation de l'effort de refoulement, la dépression s'accentue, la première chaîne de montagnes se surélève tandis qu'un ridement parallèle se forme dans la dépression, intéressant le soubassement et les couches qui le recouvrent.

Dans Tune et l'autre de ces chaînes de montagnes, les couches vont être plissées, contournées, d'autant plus que reffort venant du large aura été plus intense et, chose facile à concevoir» le versant tourné vers le large sera plus raide que l'autre^ de sorte que dans le cas le plus simple, la dépression et la chaîne montagneuse montreront le proQl ci-dessus (flg. 24).

198« — Les choses continueront de la sorte^ mais souvent, entre temps, une des chaînes de montagnes sera plus ou moins arrasée par les eaux puis recouverte par la chaîne immédiatement postérieure que le refoulement fera couler et renverser sur elle, pendant que les dépôts sédimentaires continueront à se former dans la dépression.

La figure 23 représente schématiquement Tensemble du phénomène dont nous venons d^indiquer les grandes lignes.

Les points d'inflexion des couches sont autant de lignes de moindre résistance et quand la limite d'élasticité est dépassée, il y a rupture de la couche avec formation d'une faille dont la lèvre surélevée regarde dans la direction de Teffort; en outre, il peut y avoir rejet, structure imbriquée, chevauchement des paquets et des plis (flg. 23).

199. — Mais en même temps que les failles se produisent, certains des paquets ainsi découpés s'abaissent en provoquant un effondrement (la formation de la fosse méditerranéenne est consécutive à la surrection des Alpes) tandis que d'autres paquets restant en place, formeront autant d'îlots exhaussés, de butoirs contre lesquels les masses viendront se heurter au cours d'un refoulement ultérieur.

Suess désigne ces butoirs sous le nom de Horst.

200« — Une autre raison qui milite en faveur de la faible résistance relative des inflexions du soubassement montagneux résulte de la distribution des isogéothermes.

FORMATION DU RELIEF TERRESTRE 135

On sait que ron désigne ainsi les surfaces d'égale température interne dont l'allure reflète celle du relief extérieur, et que sous le nom de degré géothermique en un point du globe, on spécifie la profondeur dont il faut descendre pour ^constater une augmentation de température de 1** G, celle-ci s'accroissant au fur et à mesure que l'on s'enfonce plus profondément.

En pays plat, le degré géothermique est en moyenne de 38 mètres ; il est beaucoup plus grand en pays montagneux et atteint 300 mètres aux altitudes voisines de 3 500 mètres.

Ceci posé, si Ton considère une dépression océanique de de 8000 mètres de profondeur (*) dont le fond est à la température reconnue de 0° G et sur son pourtour un massif montagneux de 8000 mètres d'altitude (Himalaya) on calculera aisément que l'isogéotherme sous la montagne, à la cote du fond de la dépression, soit à — 8000 mètres, marque environ -h SOO» G, bien qu'il voisine avec l'isogéotherme 0"^ G qui passe à la même cote mais au fond de la mer.

Les roches de la cote — 8 000, sous la montagne, présenteront, en raison de leur température, une moindre résistance mécanique que celle du fond de la mer, et posséderont, au contact de la couche à 0° G, un axe de rupture (fig. 24).

Le grand axe de la dépression déterminant la direction des chaînes de montagnes, celle-ci transversale à la direction de l'effort de refoulement, les chaînes successivement formées sur le même bord d'une dépression devront être parallèles à moins qu'un obstacle ne les fasse dévier : les chaînes formées d'assises flexibles, en calcaire par exemple, présenteront des plissements aigus (Alpes) tandis que celles provenant d'un puissant massif granitique offriront des ondulations de grande amplitude (Morvan).

(1) Certaines dépressions oc aniques atteignent plus de 9000 mètres (voir la figure 25).

201. — La tendance constante de Técorcc à se plisser, doit entraîner une compression des roches, et un observateur, M. Niles, Ta contrôlé dans une carrière de gneiss au Massachussets près de Mouson : il a vu des blocs se bomber pendant qu'on les détachait^ des fissures se produire subitement et enfin il aurait constaté, après sa chute, un élargissement de 4 centimètres d'un bloc mesurant 10 XdyOO X 1.

!202. — Les considérations qni précèdent ont conduit Elle de Beaumont à la création de son système de coordination des plissements par un réseau pentagonal et plus tard Lowthian Green (*) et Michel Lévy (^) à la supposition d'un système tétraédrique.

Cette dernière formule semble devoir mieux s'appliquer que la précédente. Le tétraèdre représente en eJDTet la déformation d'une sphère considérée comme formée par la juxtaposition d'anneaux cylindriques, sous l'action de pressions radiales exercées de l'extérieur ; en outre, elle donne l'explication du rejet à Test des extrémités sud des continents sous rinfluence de la rotation de la terre.

!203« — Suivant quelle loi la tension des couches estelle distribuée le long d'un rayon du globe ? La seule chose que nous sachions par l'expérience c'est que les effets de plissement les plus énergiques se sont produits au voisinage de la surface au lieu d atteindre leur maximum dans les profondeurs.

Cette anomalie apparente a reçu une explication de MM. Davison et Darwin (^) que nous ne pouvons vérifier, il est vrai, mais qui explique assez bien certaines particularités des ébranlements sismiques.

(») Vestiges of the molten globe 1873.

(3) Bull. S, G, Fr, (3) XXVI, p. 105.

(3) Geol. Magasine, mai 1889.

FORMATION DU RELIEF TERRESTRE

Adoptant Thypothèse de lord Kelvin, de Tuniformité de la température à partir d'une certaine profondeur — 300 kilomètres — et de sa constance à la surface extérieure, — Davison et Darwin partagent Técorce en un certain nombre de couches concentriques; celle qui est en contact avec le noyau fluide perd de la chaleur — en vertu du refroidissement superficiel — et, ne pouvant se contracter, elle se fissure. La couche au-dessus subit les mêmes influences, mais avec une plus grande intensité, elle se distend, se fissure et ainsi de suite. L'intensité du phénomène croît à partir du centre, passe par un maximum et décroit puisqu'elle est nulle à la surface, où la croûte extérieure, mal soutenue, subit de grandes pressions latérales dont l'efTet, suivant les auteurs, ne se ferait plus sentir à une profondeur supérieure à 8 kilomètres.

On aurait là Texplication de la faible profondeur des centres d'ébranlement sismique.

204. — L'action de refoulement latéral, avec ses conséquences visibles à la surface du sol : failles, plissements, effondrements, s'est manifestée au fond des océans de la même manière que sur les continents et, par suite, y développa les mêmes accidents.

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Fig. 25. — Coupe du fond du Pacifique par le travers du plateau des Tonga.

La figure 28 représente la coupe du groupe volcanique des îles Tonga et Fidji^ dans le Pacifique.

Là, encore, on constate que les bouches volcaniques sont sur des versants abrupts et au bord de grandes dépressions.

205. — En résumé, du fait du plissement (flg. 36), la lave comprimée teud à monter dans les failles f f qui s'ouvrent dans une des branches du pli, et les bouches volcaniques

Fig. 26

seront conséquemment sur ce versant, mtùs quelquefois cependant cL l'origine du versant en pente douce, où peuvent aboutir des failles égarées.

200. — Nous croyons avoir bien démontré que les grandes chaînes émergées ou non ont leurs versants dyssymétriques dont le plus abrupt plonge vers une grande dépression généraleaienl couverte par les mers ; et que les inflexions du sol sont des lignes de moindre résistance de l'écorce, d'autant plus faibles que la hauteur de la chaîne est plus élevée au-dessus du fond de la dépression, et que cette faiblesse est accrue dans les courbes d'inQexion qui sont au pied des grandes chaînes baignées par les mers.

307* — Les bouches volcaniques sont donc situées au voisinage des lignes de faible résistance de Técorce du globe.

A quelle cause attribuer le paroxysme volcanique, c'est-àdire la production de Téruption après une période de repos plus ou moins longue? C'est à sa découverte que tendent les recherches dont nous exposerons Thistoire.

208. Les trois zones volcaniques. -— Si Ton jette un coup d'œil sur la planisphère, on voit que les trois grandes dépressions marines du globe, Atlantique, Pacifique, Méditerranée sont cernées par une chaîne de montagnes jalonnée de volcans (Voir la carte).

Zone de V Atlantique, — Elle comprend les volcans des îles Jean Mayen, Islande, Açores, Canaries, du Cap Vert, africains continentaux de Cameroun, des îles Fernando Po, Saint-Thomas, Tristan da Cunha, des Antilles.

Zone du Pacifique. — C'est la plus importante avec les volcans de la Nouvelle-Zélande, des îles Sous le Vent, de la Sonde, Philippines, MoUuques, du Japon, Kouriles, Aléoutiennes, des Sierras de l'Amérique du Nord, des Montagnes Rocheuses, de la Cordillière des Andes, des terres du Pôle Sud (Erebus et Terror).

Zone de tOcéan Indien. — Sur sa ceinture on trouve les volcans des îles Crozel, Saint-Paul, Amsterdam, de la Réunion, de Madagascar, des Comores, de Barren, les volcans continentaux africains, Kenia, Kilimandjaro, Ngaï, Teleki, d'Aden.

Ces trois zones sont reliées entre elles par des traînées volcaniques : la zone deTAtlantique à celle du Pacifique par les îles volcaniques des Antilles, des Shettland et Sandw^ich du Sud ; celle du Pacifique à la zone de TOcéan Indien par l'île Barren située sur le prolongement de Sumatra.

Zone de la Méditeiranée. — Elle comprend les volcans

éteints, en partie, de la péninsule Ibérique, de l'Auvergne, de rEiffel, de Tltalie, de la Grèce, de TArménie, du Golfe Persique; cette zone se relie à celle du Pacifique par la ligne des volcans éteints de Tlndo-Chine et par les traînées volcaniques du Thibet et du Kamtschatka.

300. iVœud des Antilles. — L'archipel des Antilles occupe une situation particulière ; il est à Tiutersection des

zones volcaniques de TOcéan Pacifique et de l'Océan Atlantique et baigné par la mer de s Caraïbes dont la profondeur atteint très rapidement 6 000 mètres (flg. 27).

Se trouvant à Tintersection de deux des grandes fractures principales du globe, la région se trouve dans une situation très critique et sera le siège de phénomènes volcaniques de quelque côté — Atlantique ou Pacifique — que se produise la perturbation originelle.

Du reste les tremblements de terre qui se produisent

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