CHAPITRE m

SOCCESSBURS DE HOTTON.

Avant même l'apparition de la doctrine de Hutton, un obser- idées d'Ardaino vateur italien faisait connaître un fait d'où il déduisait que les lesdoiomies actions ignées récentes peuvent transformer les roches sédimentaires, même les plus modernes.

Dès 1779, Arduino* exprima clairement l'idée que les dolo-

^ La pyrite de fer, si abondamment disséminée dans les terrains stratifiés, lai paraissait, comme tous les minéraux des filons, produite par voie sèche, et lui servait de témoin de Faction de la chaleur que les terrains ont subie. Il étendait cette observation aux silex de la craie, dont la solidité contraste tant avec Tétat physique de la silice connue dans les laboratoires.

' Dans les cosmologies de Leibnitz et de Buffon, le feu central n*est supposé avoir agi que dans Torigine du globe, avant la formation des terrains. D'ailleurs, combattant certaines idées qui avaient cours alors, Hutton observe que la chaleur interne du g^obe peut exister sans qu*il y ait inflammation ou combustion intérieure.

' Hutton, né en 1736, a fait des observations dans les sites les plus sauvages de r Ecosse, et médité pendant plus de quarante ans avant de publier sa première esquisse. La vue des filons de granit de la vallée du Glen-Tilt fut pour lui un trait de lumière. Beaucoup des faits sur lesquds il s*appuie ont été pour la première fois reconnus par lui.

* Osservazioni chimiche sopra alcanijouili. Venexia, 1779. M. Pasini a signalé ce travail dans le Bulletin delà Société géologique de France, t. III, p. c.

■ Je me figure, dit Arduino, que la magnésie n*est que de la chaux douée de pro-

sor

ioloi

dn Vioentia , 1779.

Obaenrations

de

Thomson

sur les calcaires

de la Somma, 1798.

Expériences

de sir James Hall

sur la cristallisation

du calcaire,

sous Tinfluence

combinée

de la chaleur

el de la pressic» ,

mies de Lavina, dans le Vicentin, ont été formées aux dépens du calcaire secondaire. La nature bréchiforme de la roche lui faisait penser que le calcaire avait été brisée et que Fagent modifi* cateur et igné était ensuite arrivé de la profondeur à travers les fissures.

D'un autre côté, vingt années plus tard, un géologue anglais, le docteur G. Thomson \ après avoir examiné les blocs de calcaire cristallin de la Somma, si riches en minéraux variés, était amené à les considérer comme du calcaire de T Apennin qui aurait été modifié par la chaleur, et se demandait si le marbre de Carrare n avait pas la même origine.

Mais, ce qui contribua alors le plus puissamment à appuyer le principe nouvellement établi de la transformation des roches, ce fut la série d'expériences de sir James Hall ^. Elles lui furent suggérées, comme il le déclare, dès 1790, par Hutton. C'est, à proprement parler, la première fois que Ton a cherché sérieusement à établir la synthèse expérimentale dans Tétude des phénomènes géologiques, en y introduisant autre chose que l'observation des faits, tels que la nature nous les présente, et l'analyse chimique.

Hall était encouragé dans sa recherche par la présence fré-

prîétés particulières, par suite d*une action ignée souterraine... Je ne Tai trouvée que dans les grandes déchirures des couches calcaires de nos montagnes. » H est extrêmement remarquable que cette assertion neuve et hardie prit naissance Tannée même où la magnésie était reconnue comme une terre distincte de la chaux par les expériences de Retzius et de Bergmann. Ce n*est que onze ans plus tard, en 1791, que Dolomieu fixa Tatiention sut une espèce particulière de calcaire magnésien qu'il avait remarquée dans le Tyrol méridional. (Sur un genre de pierres très-peu effervescentes avec les acides, etc. Journal dé Physique, t. XXXIX, p. 3.) L'année suivante, Théodore de Saussure publia Tanaljse de cette roche, el lui donna le nom de dolomie qu'elle a conservé depuis lors. (Journal de Physique, t. XL, p. 161.)

* Sur la nature des marbres vomis par le Vésuve, et sur l'étendue possible des influences volcaniques. (Bibliothèque britannique, t. VII, p. ào, 1798.) Breislack adopta et défendit cette opinion.

* Account ofa séries cf eœperiments shewing tke effects of compression in mod^ing the action oftheheat. Lu le 3 juin i8o5. (Edimb. PhiL Trans, t. VI, 1813.)

Tnvaax de Maocaioch,

quente dans les trapps de nodules de calcaire cristallin. Il constata que, sous une certaine pression, le carbonate de chaux peut, à une forte chaleur, retenir son acide carbonique, et que Teffet combiné de la chaleur et de la pression est d'a^lutiner cette substance en une masse solide, quelquefois cristalline. Il reconnut aussi que le bois, soumis aux mêmes conditions, se change en une sorte de lignite. Quoiqu'il ne s'agit que de la démonstration d'un fait en apparence bien simple, Hall ne consacra pas moins de trois ans à ses expériences, qui furent au nombre de plus de cent cinquante. Cela donne une idée des difficultés en présence desquelles on se trouve, dès qu'on opère à chaud avec de fortes tensions ^

Nulle contrée ne présente peut-être de plus beaux et de plus nombreux exemples de l'intercalation de roches éruptives que certaines régions de l'Ecosse. C'est naturellement sur un sol accidenté de cette manière que devaient germer les premières notions précises relatives à ce genre de phénomène. Aussi, les importants mémoires que publia Macculoch^ sur cette contrée, devenue désormais classique, fournirent de nouveaux arguments à l'appui de la théorie que le même pays avait inspirée à Hutton.

On peut être surpris que des idées profondément justes pour la plupart, et déjà appuyées sur beaucoup d'observations précises, soient restées longtemps pour ainsi dire inaperçues sur le conti- ^tcnià^pr^ nent. A Edimbourg même, un disciple ardent de Werner, Jame- ">«pei^«w. son, venait combattre les doctrines que Ton peut appeler écossaises, avec des arguments qu'il rapportait en ligne droite de l'école de Freyberg. En France, Dolomieu, Giraud-Soulavie, Faujas-Saint-Fond, qui, depuis la fin du siècle dernier, battaient en brèche l'hypothèse de Wemer sur l'origine aqueuse des basaltes, et d'Aubujsson, que l'étude de l'Auvergne obligea un peu

Long espace

de temps pendant

lequel

' Bucliolz a annoncé que l*on peut obtenir du carbonate de chaux cristallin, même par une calcinalîon sous la pression ordinaire.

^ Description ofthe western islands ofSeotland, 1819; 3 vol. D*après Macculoch, les schistes amphiboliques paraissent résulter de la transformation d'ar^les.

plus tard à adopter TopiDion opposée à celle de son maître , n'aocordèrent que peu d^attention à des idées vers lesquelles ils auraient dûf il semble, se sentir vivement attirés. Cuvier, dans le Rapport sur le progrès des sciences naturelles depuis 1 78g, quil publia en 1 808 « ne cite Hutton que pour signaler avec beaucoup de doute Topinion de ce savant sur Torigine du basalte ^ Comment, ajoute d'ailleurs Cuvier, résoudre les problèmes de l'histoire du globe avec les forces que nous connaissons maintenant à la nature^?

Leur|>roi>agftboo Cc n cst réellement qu'à partir de 1816, après que les relations

ii€ commence ffu^re ii.^'^i v» •

qu au rétabiisscmeni dc la Grande-Bretagne furent renouées avec le continent, que les

dekpux«en i8i5. . i rr .. . i i* • i % i •

« travaux de Hutton et de ses disciples commencèrent à être connus

Tradttciioo française daus Ic rcstc dc TEiurope. Alors seulement parut la traduction

de Plaviàir, *■ .....

181S. ' française ^ de l'ouvrage de Playfair, qui avait été publié, treize ans auparavant, à Edimbourg.

M.BoueeiM.Necker Peu d'aunécs après, le docteur Boue, qui avait étudié la géodmterprètes. logic daus cctte Capitale, et exploré l'Ecosse, contribua aussi à

dei8i8ài8aa. ^ » • i » * t^ ri i i-n

propager les mêmes idées ^. En outre, se fondant sur les modincations observées dans le voisinage des roches plutoniques dans

' Edition in-8% p. 17a.

* Rapport précité, p. 180. Cette dernière phrase fait la critique de cet autre principe que Hutton avait cherché à établir, que les phénoroèoes anciens paraissent dus à Faction sufiisamment prolongée des causes actuelles, t Cette progression est trop lente pour être aperçue immédiatement par Thomme ; sa partie la plus éloignée que Texpérience puisse foomir doit être considérée comme TiJicr^iiiejil momentané d*une immense progression qui n*a d*autres limites que la durée du monde. Le temps se charge de la fonction d*iutégrer les parties dont se compose cette progression. » (Playfair, ouvrage cité.) Dolomieu était tout à (ait opposé à cette manière de voir. « Ce n*est pas le temps que j*invoquerai , c*est la force. La nature demande au temps les movens de réparer les désordres, mab elle reçoit du mouvement la puissance de bouleverser. » [Jommal ie Pkrsiqme, t II , 1 79a-)

' Explicatioti Je Ptajfmir smr la Théorie Je la tem par Hmttom, traduit par Basset: Paris. i8i5.

* Tableau de T Allemagne (Joarmal de Pkjtiqae, 18a 2). Mémoire géologique sur le sud-ouest de la France (.-Ijuui&s des «rtcnces matoFtlles, t. U, i8a4). M. Boue dier* cba à montrer Torigine éniptive du granit, du porphyre et du grûnstein, dans diverses régions de TAUemagne et de la France, il appuya sa conclusion principale

Tile de Sky, à Monzoni et ailleurs, il émit Tidée que le gneiss et les autres roches schisteuses cristallines qui avoisinent le granit ne sont que des terrains sédimentaires modifiés par d^anciennes éruptions de cette roche. Cétait sans doute exagérer beaucoup rétendue d action du phénomène; cependant certains géologues ont conservé cette manière de voir jusque dans ces derniers temps ^ Après avoir visité TEcosse, M. Necker servit également d'interprète aux principales vues de Hutton ^.

De son côté, sir Charles Lyell fit connaître de toutes parts la s» ^di oontriboe doctrine écossaise par des ouvrages élégamment écrits. Dès i82 5, à proM^ÏM°idées il résuma par le nom de métamorphisme les changements qu ont * ^^^°' éprouvés, selon la théorie de Hutton, les terrains d'origine sédimentaire sous Faction de la chaleur centrale; c'est cette dénomination qui a été généralement adoptée ^.

Mais, ce qui excita au plus haut degré l'attention à cette époque, ce fut le travail que Léopold de Buch publia, en 1 82 2, sur la géo- HypothèK logie duTyrol méridional*. Déjà, dans le siècle dernier, comme * iJrorigbc" nous l'avons dit précédemment, Arduino avait attribué la dolomie duTyrdT'îsTa. du Vicentin à une transformation du calcaire. Vingt-sept années plus tard, Heim , géologue allemand, dont les ouvrages renferment une foule de faits alors neufs et judicieusement observés, fit, en Thuringe, des observations qui l'amenèrent aux mêmes conclusions *.

sur les excellenles observations de Palassou dans les Pyrénées. Les gîtes de fer des environs de Vicdessos lui paraissent être des produits de sublimation.

' Ainsi, d*après Léopold de Buch, tout le gneiss de la Finlande ne serait que ie résultat de la transformation de schistes argileux sous Taction de substances qui se seraient dégagées lors du soulèvement du granit; c^cst, ajoute-t-il, Tidée adoptée par tous tes géologues. (Ueber Granité und Gneiss. AbhanHangen der Académie des Wissenschajïen za Berlin, p. 63, i84a*)

* Voyage en Ecosse et aux (les Hébrides, i8ai.

' Les roches métamorphiques forment une partie de ses roches hypogènes.

* Lettres sur la géologie du Tyrol méridional, Annales de chimie et de physique, t. XXIII, iSaa. Taschenbuch, i8a4« t. XIX et XX.

* En pariant des dolomies caverneuses du zechstein , il dit qu*on en trouve de semblables dans le terrain du muschelkalk ; que ce n*est qu'une manière d*étre du

Léopold de Bach présenta de nmnrean celle hypothèse d^ime manière saisÎMante, en lai donnant une pfais grande portée. Poor lui, les masses colossales et déchirées de dolomie de la vallée de Fassa ne sont autres que des calcaires, dans les innombrables fissures desquels les éruptions de mébphyre qui les ont soulevés et brisés ont introduit la magnésie i Fétat de vaqieur. U amenait ainsi à cette conclusion, que ce n*est pas la chaleur seule qui peut avoir transformé les roches, mais que des émanabons chimiques doivent y avoir aussi contribué ^ Cétait, en outre, agrandir Fimportance des didocations mécaniques, en montrant comment elles peuvent donner naissance à des sources de sublimations ou de vapeurs qui réagissent ultérieurement siu* les roches. Cétait en un mot un nouveau point de vue ouvert dans la science par celui qui déjà alors était à la tète des géologues. * Disoutkws Des travaux ultérieurs ont montré qu'il faut aj^rter cer-

pcw^^tdmce taines modifications à cette conclusion; mais les discussions qua éS^o^^h^^ soulevées Fhypothèse hardie du métamorphisme des dolomies

ont certainement provoqué des recherches qui ont enrichi la science. Une idée qui conduit à des découvertes repose en général sur quelque rapport profond et dénote un esprit inventif.

Les Alpes, qui seront à jamais une région classique pour la géologie, tant à cause des actions qui ont donné naissance & cette chaîne que par les profondes et importantes déchirures dans

calcaire ; à cette époque on ignorait encore la présence de la magnésie dans celte rodie. Cette modification dn calcaire, ajoote-l-il, est en rdation avec des déran> gements (siâningeR) qui ont été produits de bas en hant; et, parmi les forces naturelles, il n*y a que les vapeurs qui puissent avoir produit cette action; elles ont en même temps formé le gypse, qui est toujours associé à la dolomie. (Heim, Geologûche Beschreibung des Thûringerwaldgebirgs , 1806. Tfaeil II, Abth. 5, p. 99 à lai.)

' Toutefois, postérieurement Breislack avait reconnu, dans son excellente description de la Solfatare de Pouzioles, que les vapeurs .transforment les rodies. M. Cordier avait montré, dès i8ao, que Talunite résulte en général de Tattaque des roches feldspathiques par des vapeurs sulfureuses (Ammdes des mimes, i** série, t. V, p. 3o3.)

Observations

de

Brochant

sur les Alpes

de la Tarantaise

lesquelles elle expose sa constitution interne, ont fourni, avec rÉcosse, les observations fondamentales pour la théorie du métamorphisme.

Déjà, dans un Mémoire qui fait époque dans la science, et qui parut au moment même où Cuvier et Brongniart publiaient FEssai de la géographie minéralogique des environs de Paris, Brochant^ avait signalé, de la manière la plus précise, dans les Alpes de la Tarantaise, des passages des roches sédlmentaires à des roches cristallines alors réputées primitives. Il avait même eu plus tard le bonheur de découvrir des fossiles dans ces dernières. Appliquant à ces roches cristallines à peu près les mêmes arguments dont s'était servi Hutton, il concluait que les calcaires grenus, micacés, talqueux, ies schistes micacés, talqueux et amphibohques de cette région des Alpes sont d'origine sédimentaire , et il les rapportait aux terrains de transition, à cause de leiu* analogie avec ceux de F Allemagne. Il allait jusqu'à rapprocher dans un même groupe les roches granitoïdes du Mont-Blanc et les roches talqueuses et feldspathiques auxquelles elles sont associées, et croyait pouvoir étabhr Fâge relativement récent de ces prétendus granits alpins. Sans adopter le principe de la transformation des roches , il contribuait cependant, peut-être à son insu, et avec une clarté et une rigueur de déduction remarquables, au développement de ces idées nouvelles ^

Une excursion dans les Alpes de Claris, que M. Studer fit en m. stnder découvre

1826, avec M. Mérian, révéla pour la première fois un passage terrains secondaires

des terrains secondaires (flysch) à des roches aussi cristallines ""^risudiib^**

* Observations géologiques sur les terrains de transition qui se rencontrent dans la Tarantaise et autres parties de la chaîne des Alpes. (Journal des mines, t. XXIII, p. 3a 1 à 383, 1808.) Considérations sur la place que doivent occuper les roches granitoïdes du Mont-Blanc dans Tordre d^antériorité des roches primitives. [Annales des mines, i'* série, t. IV, 1816.) Découverte de fossiles organiques dans les roches cristallines. (Id, ihid, t. IV, 1819.)

' L'attention fut de nouveau portée sur les terrains qui composent la chaîne des Alpes par un ouvrage de Backewell : TVavels in ihe alpine parts of Switzeriand and Savoy, 18a 3.

que le micaschiste et le gneiss du Saint-Gothard et de Chamouny ^ Comme le disait M. Élie de Beaimiont^, dans une lettre écrite douze ans plus tard, après avoir visité les mêmes localités, on avait sous les yeux Tim des faits de métamorphisme les plus évidents des Alpes, et en même temps l'un de ceux qui prouvent le mieux que ces phénomènes ne sont pas exclusivement restreints aux terrains les plus anciens.

M.ÊiicdeBeaumont TcUc cst, d'aiUeurs, la conclusion importante à laquelle arri-

rapporte », ■'■,•'"

tout un groupe vait, dc SOU côté, M. EHc de Beaumont lui-même, à peu près

de roches des Alpes, ^ -itiroii i* rj*

en partie eu mcmc tcmps quc M. otuder, dans une exploration approiondie auieîrainjun^ique. dcs Alpcs du Dauphiué ct de la Savoic, qui a été dune fécondité ^^'^' inappréciable pour la géologie. Il avait reconnu, dans le graphite

du col du Chardonnet, qui est associé à des roches feldspathiques, un réstdtat de la transformation de Tanthracite*; et, à la suite d'un examen attentif, il proposait de faire remonter l'âge d'une partie de ces roches cristallines jusque dans le terrain jurassique.

Ainsi ce prestige d'antiquité des roches des Alpes, ébranlé déjà par Brochant et par Léopold de Buch, se trouvait à jamais rompu ; en même temps M. Ëlie de Beaimiont faisait connaître combien est récent le relief de la plus grande chaîne de montagnes de l'Europe. Des résultats à la fois si nouveaux et si grandioses frappèrent vivement tous les esprits et donnèrent une impulsion extraordinaire aux études géologiques.

Chargé, à cette même époque (1829), du cours de géologie de TEcole des mines, M. Elie de Beaumont contribua dès lors puissamment à propager les doctrines géologiques auxquelles il avait apporté un si large tribut, surtout à l'aide de faits observés par lui-même dans les Alpes, ou empruntés aux Mémoires de Mac-

* Zeitscknft von Leonhard, l. XXV, p. 1, 1827.

* Lettre de M. Elie de Beaumont à M. Studer, citée dans le Leonhards Jakrbach, i84o, p. 35a.

'^ Sur un gisement de végétaux fossiles et de graphite situé au col du Chardonnet, département des Hautes-Alpes. [Annales des sciences naturelles, t. XV, i8a8.)

culoch surTEcosse. La comparaison par laquelle il résumait les passages graduels des roches sédimentaires aux roches cristallines, en l'assimilant « à la structure physique d'un tison à moitié charbonné , dans lequel on peut suivre les traces des fibres ligneuses bien au delà des points qui présentent encore les caractères naturels du bois, » est aussi claire que profonde ^ Il montrait, d'ailleurs, que des calcaires et d'autres roches peuvent avoir cristallisé sans qu'il y ait eu fusion, comme il arrive dans une barre de fer long-temps chaufiFée au-dessous de son point de ramollissement ^^

Quand, peu d'années plus tard, M. Elie de Beaumont découvrait, dans le massif de l'Oisans', des roches granitiques débordant au-dessus du calcaire jurassique, qui est devenu saccharoïde, et au contact duquel elles ont produit de petits filons de. minéraux métalliques, tout en se modelant exactement sur les contours ondtdés de leur surface , il agrandissait encore le champ des phénomènes métamorphiques.

Des faits tout à fait semblables à ceux qui venaient d'être dé- observations couverts dans les Alpes furent constatés dans la région des Apen- "fku»** nins. Le marbre de Carrare et le massif de schistes talqueux et dcc^ref"** micacés qui l'accompagnent fiu'ent classés dans les terrains secondaires, jurassiques ou crétacés , par les observations de MM. Pasini , Pareto, Guidoni, Patd Savi ^, qui furent confirmées par Hoffmann^ et Pilla. La Toscane foiu'nit, d'ailleurs, dès 1 829 , à M. Savi beaucoup d'exemples très-remarquables d'altérations variées dans le voisinage des serpentines.

Les Pyrénées révélèrent aussi, à la même époque, des faits qui Roches cristallines confirmèrent et étendirent les nouvelles idées. près dJ m^fk

Déjà, en 1819, un observateur aussi judicieux que modeste, dS*^î!teî^.

' Annales des sciences naturelles, t. XV, p. 362-372.

* Annales des mines, 3* série, l. V, p. 61 .

^ Faits pour servir à l'histoire des montagnes de l*Oisans. (Id, ibid. p. 1.)

* Les travaux de ces géologues ont été résumés par M. Boue, dans le Bulletin de la Société géologique, t. III, p. 62, i832. Ils vont de 182g à 1 83 1.

' Entdeckungen àber den Marmor von Carrara, (Jahrbuck, i833, p. 102.) Gebirgsverhàltnisse der Grafschafi Carrara (Ibid. i834« p* 563; Karstens Archiv, t. VI,

Observadons

de Palauou

dès 181Q,

et de M. Duùinay

en i83o.

Palassou , après avoir exploré pendant quarante ans ces montagnes , avait annoncé avec certitude qu'il n'existe pas de calcaires primitifs dans cette chaîne, et que des calcaires aussi cristallins que le marbre de Paros alternent avec des couches à fossiles et en renferment cjuelquefois eux-mêmes ^

M. Dufrénoy lit voir que ces transformations sont dues à Tintercalation de massifs granitiques , qu'elles ont eu lieu dans toute rétendue de la chaîne, et qu'elles ont affecté des terrains d'âge varié , jusques et y compris la craie ^. 11 montra plus tard que des amas de minerai de fer ont aussi été produits postérieurement au terrain de craie, dans le voisinage du granit, et comme par une conséquence du soulèvement de cette chaîne^. Ainsi, la formation de roches métamorphiques et de gîtes métallifères attestait la puissance d'action du granit. En outre , M. Dufrénoy trouva aussi dans le terrain crétacé des effets d'altération particuliers dus au voisinage des ophites^.

Parmi les premiers observateurs de phénomènes métamorphiques, il convient encore de mentionner M. Keilhau, qui, en 1 826, deM.ieD'JackMo, reconnaissait aux environs de Christiania cjue le terrain de transien 1827. ^^jj gg^ généralement modifié autour du granit^, et M. le docteur

Obiervatioiis

de M. Kenhan «

en i8s6.

p. 229.) Nous croyons, a cette occasion, devoir rappeler que M. de Blainvilie avait déjà distingué alors, dans des échantillons polis de cette dernière roche, des vestiges non équivoques de polypiers.

^ Mémoire sur les pierres calcaires des Pyrénées, (Suite des Mémoires de Palassou; Pau, 1819.)

* Notamment aux environs de Saint -Martin- de -Fenouillet. Caractère de la craie dans le sud de la France. [Annales des mines, 2* série, t. VUI, p. 3a 1, i83o.)

^ Mémoire sur la position géologique des principales mines de fer de la partie orientale des Pyrénées, accompagné de considérations sur Tépoque du soulèvement du Canigou et sur la nature du calcaire de Bancié. (Id. 3* série, t. V, p. 307, i834.)

* Mémoire sur la relation des ophites, des gypses et des sources salées des Pyrénées. [Id. ibid, t II, p. ai, 1 83 a.)

* Il admet pour cause de ces changements, qui se sont parfois étendus jusqu*à i,aoo niètres, de simples actions moléculaires, sans intervention de la chdeur ni d*émanations profondes. H pense que les roches éruptives ne sont autres que des

Ch. Jackson, qui annonçait, en 1 827, que des roches amygdaloïdes ont été produites par Faction des roches trappéennes sur les grès de la Nouvelle-Ecosse.