SUR LE CLIMAT DE LA PERIODE CARBONIFÈRE

Si les plantes houillères étaient, comme celles des formations secondaires et tertiaires, alliées de plus en plus près aux plantes

^'^ L' ouverture des fibres vâsculaires de certains bois dicotylédones de Tépoque houillère est souvent aussi grande que celle des vaisseaux propres d* Angiospermes; les fibres des Conifères paléozoiques ont, à l'ordinaire, de trois à cinq rangées de ponctuations , alors qu aujourd'hui elles n en ont généralement qu'une seule dans la lige.

FLORE CARBONIFÈRE DU DÉPARTEMENT DE LA LOIRE. 321 vivantes, on pourrait, les déterminations étant exactes, déduire, par analogie, le climat des lois qui gouvernent la distribution géographique actuelle des végétaux. Mais, loin d'en être ainsi, on peut même douter que la considération des groupes importants puisse entrer en ligne de compte comme élément décisif, parce que les Marattiées fossiles, par exemple, si différemment constituées de celles d'aujourd'hui, pouvaient parfaitement s'accommoder d'une tout autre température que celle de 26°, qui leur convient actuellement.

De la nature tropicale de la flore on peut bien conclure à un climat chaud; de la diffusion des Fougères on a inféré qu'il devait ressembler à celui de ces petites iles isolées, chaudes et humides, où ces plantes atteignent leur maximum de développement, et où les Cryptogames augmentent jusqu'à y former la moilié des espèces végétales.

11 nous parait bien préférable de recourir aux caractères de la végétation qu'à ceux de la flore, parce que, dans les végétaux, aucun acte de la vie ne s'accomplissant sans se ressentir du climat, leurs formes, tant intérieures qu'extérieures, doivent refléter les diverses circonstances de celui-ci, et cela d'autant plus que les plantes houillères, étant arborescentes pour la plupart, subissaient « par suite, davantage et plus longtemps, l'action des influences du dehors. Nous avons, en conséquence, fondé nos recherches sur la coïncidence nécessaire qui se voit entre le degré de force des éléments principaux et généraux, dont la combinaison forme le climat, et les caractères de végétation, lesquels, communs au plus grand notnbre des plantes et indépendants des groupes, paraissent être le plus en rapport avec lui.

Les trois principaux facteurs du cUmat, ceux qui ont le plus d'action sur les plantes sont : la chaleur, l'humidité et la lumière.

Sachant que la chaleur, jointe à l'humidité, accélère la végétation, on peut induire du caractère éminemment actif et vigoureux des plantes houillères que ces deux composantes du climat

Chaleur et humidilé.

étaient dans les meilleurs rapports d'énergie commune. La nature singulièrement succulente des Sigillaria et des Stigmaria est la preuve, pour Lindiey, d'une haute température accompagnée d'une grande humidité, et, pour le docteur Hooker, au moins d'une grande humidité ; ces plantes , à la fois pourvues d'un feuillage dense et d'une structure séveuse , indiquent un climat de la zone tropicale , par application d'une remarque d'A. de Humboldt. La grandeur extraordinaire des vaisseaux signifie, pour Corda, que le climat était au moins tropical, et il aurait pu ajouter, en même temps très-humide, car, d'un côté, les plantes marécageuses des pays chauds ont un tissu aussi ample que mou, et, de l'autre, le tissu ligneux est aussi fin que dense lorsqu'il pousse lentement dans un pays froid et sec. Voyant nos chétives Cryptogames grandir sous l'équateur, où les Graminées deviennent arborescentes, M. Brongniart a supposé que, dans nos pays, la température était au moins égale et peut-être supérieure à celle des contrées les plus chaudes de la terre, et qu'elle réunissait, en tout cas, les conditions les plus favorables au développement de ces végétaux. Les Fougères en arbre , que nous avons vues si nombreuses dans le terrain houiller supérieiu*, ne peuvent plus vivre dans nos pays tempérés; or, il n'y a pas de végétaux dont la végétation luxuriante exige autant d'humidité que les Fougères , qui recherchent les lieux où la température, sans être élevée, est humide et imiforme.

On sait que la température seule, ou plutôt unie à l'humidité, favorise l'allongement, la poussée ascendante ou la polarité des plantes , qui , par cela seul, dénoteraient , à l'époque houillère , cette double influence portée au plus haut degré.

Comme les végétaux à racines aériennes semblent appartenir aux. tropiques, là où la température est chaude et humide, on est en droit d'admettre que cette double circonstance était autrement mieux réalisée à l'époque houillère, à voir l'excessif développement radiculaire des Cauloptérides et le grand nombre des racines aériennes des Calamodendrées, sans compter la nature épaisse et charnue de tant de débris de plantes.

Et comme la chaleur humide dispose les plantes à la phyllo-

manie, c'est-à-dire à pousser en feuilles, il ny a pas jusqu'aux

Cordaïtes qui n'apportent un supplément de preuves à la thèse

que nous exposons.

Il parait donc bien certain que, par la chaleur et Fhumidité, le climat de la période houillère dépassait celui des contrées basses de la zone torride. Ce n'est pas à dire pour cela que ce climat dût être excessif, car l'organisation des plantes houillères ne permet pas de croire qu'elles aient vécu dans des milieux bien dififérents de ceux d'aujourd'hui. Unger, après avoir admis la température moyenne de 20® à 2 5^ telle que celle des îles de la mer du Sud (celle de Paris étant de 1 o®,8, celle de Lyon de 1 2^6, celle du pays stéphanois de io°,3), va jusqu'à dire que la végétation de l'époque houillère dénote un climat ardent et une humidité si excessive, que ni l'atmosphère pluvieuse des îles Chonos, ni la chaleur brûlante des tropiques ne peuvent en fournir une idée.

Seulement cet auteur se représente, en même temps, une lu* mière non directe, obscurcie par des vapeurs. Et pour expliquer l'extension de la flore jusqu'à Tile Melville par 76** de latitude, on admet que la lumière pouvait être restreinte. On a cité, à l'appui de cette hypothèse, que les Cryptogames peuvent se passer d'une lumière vive et se contenter dune lumière difiuse, comme les Gymnospermes, à la rigueur; qu'il y a absence de Phanérogames angiospermes, dont le besoin de lumière est plus impérieux, et que d'ailleurs les Fougères aiment l'omËre.

Cependant, la lumière, qui détermine les phénomènes de nutrition végétale, devait être au moins très-abondante, sinon trèsvive, pour affermir les plantes houillères, dont le développement foliaire exigeait les plus actives respiration et exhalaison d'eau abondamment sucée par des plantes marécageuses qui poussent vite avec beaucoup de feuilles. Elle devait être, en tout cas, proportionnée à la chaleur et à Thumidité, dont les effets d'accroisse-

Al.

Lumière.

324 GRAND'EURY.

ment seraient suivis de Tétiolement, si la lumière n'agissait pour incorporer du carbone en proportion. On sait, en effet, que c'est ]a lumière qui fixe le carbone dans les plantes. Or, et largument doit être décisif, les tiges houillères présentent un trait commun, celui d'avoir une écorce non-seulement épaisse, mais si fortement imprégnée de carbone, au moins autant que celle (à 02 p. o/o de C.) des Fougères et des Palmiers, que, par la houillification , la réduction en volume a été si nulle dans les Sigillaires'^^ que les caractères superficiels n'en sont pas altérés, et assez faible en général pour que l'entassement primitif à plat des écorces formant la bouille n'ait pas éprouvé ime plus grande réduction en épaisseur, par la bouillification jointe à la compression, que les scbistes, sinon même que certains grès. Les bois les plus denses de Cordaïtes et de Calamodendrons ont subi un grand retrait en comparaison * des écorces, qui devaient être très-dures et très-carbonées. Et c'est justement à cette phlœomanie, concurremment avec la phyllomanie des plantes houillères, que nous sommes redevables de la plus grande partie des dépôts de houille, formés principalement, — on le verra, — d'écorces et de feuilles, avec une faible proportion de bois dispersé à l'état de fusain. Or, c'est la lumière qui , tout en subvenant à la combustion respiratoire , a fixé ce carbone, dont la masse prodigieuse donne la mesiu^e certaine de la somme d'action de celle-là; si l'on peut tirer des conclusions par analogie, c'est bien ici que le rapport de cause à effet est pour ainsi dire absolu.

Mais si la lumière dut être abondante, ce n'est pas à dire qu'elle fût directe, la lumière cHffPitn étant plutôt nuisible que favorable à Taccroissement des végétaux, qui restent petits, trèsligneux, exposés au soleil ardent, deviennent grands, plus vigoureux, moins ligneux, à l'ombre, c'est-à-dire à la lumière affaiblie. Des expériences directes ont même montré que la décomposition

^^^ J'ai trouvé, dans les nodules du Lancashire, que la partie houilltfiée de Técorce est formée de lissu extrêmement den<e et compacte.

FLORE CARBONIFÈRE DU DÉPARTEMENT DE LA LOIRE. 325 de Tacide carbonique est plus considérable sous Tinfluence de la lumière du soleil atténuée par un écran que sous l'action directe.

Quoi qu'il en soit au juste, il est bien connu que la végétation houillère est uniforme dans les -contrées extra-tropicales jusqu'au .cercle polaire, jusqu'au Spitzberg, dans l'océan Glacial par 7^** à So"" de latitude, où il fait un froid excessif et une grande nuit de trois mois. Or les plantes houillères, arborescentes, succulentes, excluent l'absence de lumière et les froids rigoureux et continus. Par conséquent, il existait, à l'âge de la terre qui nous occupe, une distribution de chaleur et de lumière sur le globe bien différente de celle d'aujourd'hui.

On doit chercher l'explication du fait en dehors de la chaleur centrale, qui n'a pu avoir, — et on le démontre, — d'effet sensible sur le climat, et de la vapeur d'eau à l'état vésiculaire, reportant loin au nord une lumière trop atténuée, réfléchie, qui n'est plus assez physiologique. On peut supposer qu'une haute température existait dans les contrées boréales et y favorisait la végétation, alors que, entre les tropiques, où la présence du terrain houiller n'est pas encore bien constatée, le degré d'élévation qu'elle y aurait atteint, suivant la loi de répartition actuelle de la chaleur, aurait rendu la vie des plantes impossible; mais cette supposition ne satisfait pas à l'exigence de lumière, non plus que^ l'hypothèse des aurores boréales accidentelles ou celle d'une lumière électrique insuffisante.

Quoi qu'il en soit, le climat de la période houillère nous paraît bien avoir réuni à la fois une haute température, une grande humidité corrélative et une abondante action lumineuse nécessaire.

On peut croire que l'atmosphère se composait d'éléments dans d'autres proportions qu'aujourd'hui. La quantité de vapeur d'eau qui accompagne une température élevée rendait déjà cette atmosphère très-lourde, sans, pour cela, lui faire perdre sa limpidité, et augmentait son pouvoir calorifique en diminuant le rayonnement. Quel était le rapport de l'oxygène à lazote et à l'acide car-

Coiuposilioli alnKM|)h(^ri(|ue/

326 GRAND'EURY.

boniqueP M. Brongniart (') a iocliné à croire à une plus grande proportion diacide carbonique, qui esl favorable à la végétation jusqu'à un certain point plus élevé qu'aujourd'hui, mais au delà duquel il tue les végétaux, auxquels l'action vivifiante de l'oxygène est indispensable. En faveur de l'idée de M. Brongniart, on peut, citer cette estimation de Von Dechen que les terrains carbonifères contiennent six fois plus de carbone que n'en renferme actuellement l'air atmosphérique; or on ne voit pas que les plantes houillères, reposant sur im sol sableux inondé, aient pu tirer d'ailleurs la plus mince fraction du carbone qu'elles nous ont légué en réserve dans le sein de la terre.

iiivariabUiK* Ou sait quc les variations de climat se font sentir sur la végé-

ucimat. tation par la plus ou moins grande rapidité de pousse, et se traduisent, aussi bien à la surface que dans les tissus internes, par le degré d'allongement des caractères extérieurs et de grandeur des éléments anatomiques, de manière qu'une plante doit exprimer, sous ces deux rapports, les variations météorologiques auxquelles elle a été soumise, comme le démontrent les végétaux de nos pays, subissant un repos forcé à la suite d'un ralentissement de végétation, comparativement aux plantes intertropicales, dont la croissance est continue, à moins qu'elle ne soit interrompue par les alternances des saisons sèches et humides.

Lorsque l'on considère Tadmirable et constante régularité des dessins corticaux des Sigillaires, on peut en induire sans hésiter c(ue leur croissance était uniforme sous l'influence d'un climat invariable. Les altérations verticillaires que l'on y rencontre ne sont pas, comme on l'a prétendu, des preuves de suspension dans la croissance, mais d'accidents périodiques avec production d'organes interfoUaires tombés, fructifères sans doute, car les Lépidodendrons, dont l'inflorescence est terminale, ne présentent pas ces altérations. Ces faux verticilles, en eflet, ne suivent pas un ralen-

^*^ Considérations générales sur la nature de la végétation qui couvrait la surface de la terre aux différentes périodes de la formation de son écorce, p. 28.

FLORE CARBONIFÈRE DU DÉPARTEMENT DE LA LOIRE. 327 tissement de végétation, et une remarque importante que j'ai faite sur plusieurs espèces, c'est qu'ils sont, au contraire, marqués par un étirement subit des cicatrices foliaires, à l'encontre des conclusions que Ton en a tirées.

Cependant les Calamophyllites et les Calamodendrécs présentent bien une périodique décroissance des entre-nœuds, limitée par des verticilles rameaux, mais sans marque d'arrêt, et les prétendues zones concentriques du bois pétrifié de Calamodendron ont été reconnues par M. Binney comme dues à une différence de coloration plutôt qu'à un changement sensible dans les dimensions et la lignification des fibres vasculaires.

Quant aux Cordaïles, leurs caractères extérieurs prouvent seulement que la végétation continue était atténuée lors de la production périodique des rameaux, laquelle, comme toute autre segmentation, est accompagnée de ralentissement.

La structure intérieure des tiges ligneuses est, pour ainsi dire toujours et dans tous les cas, celle qui résulte d'une végétation continue, sans arrêt périodique. Déjà Witham^*', en i833, constatait que les bois du Lias et de l'Oolithe, par Tépaisseur et la limitation de leurs anneaux de croissance (cependant encore moins prononcés que dans les bois tertiaires ), annoncent la succession de nos climats ; tandis que les bois du terrain carbonifère en ont une si faible apparence qu'il faut au moins admettre que les changements elimatériques étaient sans importance. Suivant M. Brongniartt^', les bois de Conifères du terrain houiller se distinguent par l'uniformité de densité des tissus, d'où résidte l'absence de zones distinctes d'accroissement. M. Gôppert, qui croit en principe aux zones de croissance, concède qu'elles sont faibles et souvent indiscernables, répondant plutôt à des périodes de végétation et portant la preuve d'un haut climat tropical sans alternative de saisons W. M. Williamson estime que les bois de Calamodendron , comme les Dadoœylon

^'^ The internai stractare offossil vegetables, etc., p. 68. ^*^ Tableau des genres de végétaux fossiles.

^'^ Monographie der Fossilen Coniferen, p. 260

328 GRANDEURY.

d' Angleterre , n ont pas de traces définies de couches concentriques d'accroissement qui puissent s'identifier à quelque variation périodique du climat ^^^ On a bien cité des Araucarites, teb que, par exemple, VA. Tchihatcheffianus de FAltaï, comparable à YAraucaria Cunninghami, avec anneaux de croissance, correspondant à une réduction dans répaisseur des fibres, mais on n'a jamais trouvé que cette réduction allât jusqu'à des fibres sans pores. D^aiileurs, si le Peuce orientalis , Eich., du calcaire carbonifère de Petrowskaya, a des indications de zones de croissance, c'est d'une manière irrégulière , comme si, dit l'auteur de la Lethœa Rossica, cela était dû à des dérangements locaux de végétation. De sorte que l'on peut admettre que les véritables zones concentriques n'existent pas, contrairement au dire de M. Dawson, ou sont aussi peu accentuées que celles que Ton remarque dans les pays tropicaux où les écarts de température sont le plus faibles; leur indication dans le Pinites medallaris, par exemple, n'est pas due à un rétrécissement des fibres d automne tout à coup suivies du bois plus lâche de printemps. La grande masse du bois des Conifères n'en présente aucune trace dans la plupart des espèces, Peuce Withami, Pinites Brandlingii, Araucarites biarmicus. Tout cela, concordant avec l'invariabilité des caractères extérieurs, démontre péremptoirement une végétation perpétuellement sinon également active, sans arrêt périodique, sous un climat invariable de printemps. Les Sigillaires et les Lépidodendrons, de constitution délicate, ne présentant aucune variation sous les deux rapports, permettraient même de supposer que les variations légères que présentent les tiges ligneuses sont plutôt en relation avec des phénomènes périodiques de végétation qu'avec le cours des saisons.

Je ne chercherai pas à expliquer cette constance du chmat en des pays où actuellement la position relative du soleil détermine de grandes différences, et je ne suivrai pas ceux qui, contre la pensée de M. Elie de Beaumont, redressent Taxe de la terre sur

''' On the organization, elc. , part I, p. AgS.

FLORE CARBONIFÈRE DU DÉPARTEMENT DE LA LOII\E. 329 son orbe^ parce que cette position, démontrée possible par les uns et impossible par les autres, entraine, d'après ses inventeurs mêmes, des tropiques au cercle polaire, de grands écarts de température qui n'ont pu exister W.

C'est sous les auspices dune grande égalité, sans différenciation de climat, jointe à des mœurs identiques et favorables à la dispersion, que les flores carbonifères contemporaines d'Europe et d'Amérique, lesquelles furent sans doute en communication, doivent d'être si ressemblantes.

On sait que les flores qui se développent sous nos yeux, dans les mêmes conditions climatériques, se ressemblent, et si elles différent, par suite de leur éloignement, de leur passé et des obstacles à leur communication, les espèces, genres et familles de l'une sont remplacés par des espèces, genres équivalents et des familles très-voisines.

Or, à l'époque du terrain houiller, les flores n'étaient pas seulement semblables, équivalentes, mais, ce semble, égales et identiques, à tel point que l'on peut croire que la plus grande uniformité de climat régnait partout où se déposait le terrain houiller, entre le 3o*^ et le 70*^ parallèle, sans hautes chaînes de montagnes et sans larges mers, qui se seraient également opposées à la libre expansion des plantes.