TERRAIN QUATERNAIRE DES ILES BRITANNIQUES

La comparaison des résultats obtenus par les recherches qui ont été faites sur le terrain quaternaire du nord de TEurope, avec ceux que nous fournissent les observations dont ce même terrain a été l'objet dans les îles britanniques, est une nouvelle preuve de la nécessité de se borner d'abord à Texamen d'un espace peu étendu • pour établir des bases au moyen desquelles on peut ensuite coordonner une multitude de faits qui ne présentaient qu'un assemblage confus et incohérent. Quoique depuis quinze ans les Etats du nord de l'Europe aient été parcourus en divers sens par d'habiles naturalistes , c'est à peine si de leurs courses rapides on a pu déduire ces quelques principes généraux , qui semblent même avoir peu fixé l'attention, quoiqu'ils soient plus importants, suivant nous, que les discussions sur les causes d'un phénomène dont les effets sont encore imparfaitement connus.

Ces principes sont : 1° l'antériorité des stries et des sillons à tous les dépôts quaternaires, stratifiés ou non , coquilliers ou sans débris organiques; 2" la très grande probabilité de l'abaissement du sol après ce phénomène, puis le dépôt des argiles bleues et des sables coquilliers de la côte occidentale de la Scandinavie; S"" le soulèvement de cette côte et son état stationnaire, tandis que la plage orientale ou Baltique, qui s'élève depuis l'époque actuelle, a déjà émergé les oesars et continue encore son mouvement ascensionnel, qui paraît avoir été soumis à des intermittences, et même à des oscillations inverses. Tout le reste est encore à déterminer, soit relativement à la successipn des divers effets observés, soit au tracé (les limites dans lesquelles ils se sont produits , ou enfin par rapport à leur origine simple, ou multiple.

En Irlande, en Ecosse et en Angleterre, il s'en faut de beaucoup sans doute que toutes les questions relatives à l'époque quaternaire soient résolues ; mais les faits acquis à la science, et nous allons voir

qu'ils sont extrêmement nombreux, ont été observés avec autant de sagacité que d'exactitude, et presque toujours sans être défigurés par des explications prématurées ou le désir de les rattacher à une théorie quelconque ; aussi pourrons-nous procéder dans leur énumération avec un certain ordre qu'il nous a été impossible d'établir dans le chapitre précédent.

Nous diviserons celui-ci en cinq sections, dont la première comprendra la description de la formation erratique ou des dépôts de transport proprement dits, la deuxième les dépôts lacustres, la troisième les dépôts coquilliers marins et les plages soulevées , la quatrième les traces attribuées à r existence d'anciens glaciers, et la cinquième les cavernes à ossements et les brèches osseuses qui ne sont que des cas particuliers des dépôts de cette époque. Quelques considérations paléontologiques termineront ce chapitre.

La distinction du drift, ou formation erratique, et des dépôts lacustres n'est point absolue , car nous verrons qu'ils alternent dans certaines localités, surtout vers la base ; mais l'antériorité de la plupart des dépôts marins aux uns et aux autres est un fait constant; enfin les stries et les sillons, quelle que soit leur origine, résultent d'un phénomène plus général , qui a précédé ces divers dépôts, et qui marque d'une manière précise , en Europe comme dans l'Amérique du Nord , le commencement de l'époque quaternaire.

§ 1. Fornuitioii erratique des îles britanniques.

Êco«e. Bien qu'il ne soit pas possible de tracer partout une séparation

complète entre les divers dépôts quaternaires des îles Britanniques, ceux que nous allons décrire occupent en général la partie supérieure du terrain. Nous montrerons d'ailleurs la liaison qui existe entre les divers membres composant ce grand ensemble de couches meubles souvent mal stratifiées. Nous devons faire remarquer, toutefois , que dans ce qui suit nous avons souvent décrit en même temps, parce qu'elles faisaient partie de la même coupe, les argiles avec blocs ou till reposant sufdes roches polies et renfermant des cailloux striés. Ces argiles constituent, sur certains points , le dépôt le plus ancien ou qui a succédé immédiatement au phénomène des stries. Les couches coquillières qui viennent audessus , quoique appartenant aux plages soulevées , seront aussi mentionnées par le même motif.

DBS tLES BRITANNIQURS. 63

M. D. MiJne (1 , dans sa description géologique du Berwickshire, a signalé les conglomérats peu anciens des bords de la mer et les amas diluviens qui les recouvrent , associés à des marnes coquillières. Une digue de sable et de gravier (kaims) traverse la partie supérieure du comté. Sa plus grande hauteur est d'environ 20 mètres au-dessus des marais environnants. Le sable occupe particulièrement la base du dépôt, et le gravier le sommet. Ce dernier est presque exclusivement composé de fragments de grau< wacke et n'en renferme point de trapp, quoique celte roche se trouve dans les montagnes voisines au nord et au sud ; d'où Ton peut induire que le phénomène qui a donné lieu à ces accumulations venait de TO. La ligne supérieure de la digue est presque de niveau avec le muir adjacent qui consiste en un lit profond de gravier diluvien.

Darts le Lothian , le même géologue (2) a cru devoir distinguer un certain nombre de dépôts de transport qui, suivant lui, appartiendraient à des époques différentes. Il indique de bas en haut , mais sans cependant qu'il y ait toujours superposition :

1'* Sable et gravier, de 3 mètres d'épaisseur et reposant immédiatement sur les roches anciennes ;

2° Argile inférieure avec des galets et des blocs de plusieurs mètres cubes. Cette argile est endurcie, bleu foncé ou brune, à texture grossière, et renferme souvent, disséminés dans toute son épaisseur, des fragments arrondis de basalte, de granité, de micaschiste, de conglomérat, de grès, de quartzite, de calcaire, de feldspath et dix ou douze variétés de diorite. Plusieurs de ces fragments sont striés et la plupart viennent de très loin. Ce dépôt se voit particulièrement sur la côte au nord d'Edimbourg, mais à l'intérieur du pays on ne peut guère assigner ses limites avec certitude. Son épaisseur est quelquefois de 20 mètres, et il atteint jusqu'à 225 mètres au-dessus de la mer. Une défense d'éléphant y a été recueillie;

3° Gravier incohérent, beaucoup plus sablonneux que le dépôt précédent qu'il recouvre , mais reposant aussi quelquefois sur les roches stratifiées. Sa couleur est le brun clair ou le jaune paille; il

(1) Prize-Essays and transact. hi^hland and agric. Soc. oj Scotland, vol. XI, 2* sér.; vol. V, p. 230. 1837.

(2) On t/ie Mid^Lothian , etc. Sur le terrain houiller du Lothian central et du Lothian oriental. Transact. roy. Soc. oj Edinburgh , vol. XIV, p. 253, avec carte et coupes. 1839.

est fort irrégulier, et les éléments qui le composent sont disséminés sans ordre. Les fragments sont moins gros et moins arrondis que dans Targileavec blocs, mais les espèces de roches sont à peu près les mêmes. Son épaisseur est quelquefois de 12 mètres;

li"* Lits d*argile une, sans gravier ni cailloux roulés et se divisant en feuillets. A Porto-Bello, elle constitue deux couches puissantes, runedeSetTautre de 16 à 20 mètres d'épaisseur. Ces argiles paraissent représenter le coars^ clayde Falkirk et de Stirling qui estaussi couvert par le même gravier sablonneux. Des ossements de cétacés et des coquilles marines y ont été trouvés sur plusieurs points (1);

5° Lit de sable fln , blanc , pur, particulièrement développé au nord d'Edimbourg, où il a jusqu'à 10 mètres d'épaisseur. Il s'élève à 200 et 225 mètres au-dessus de la mer ;

6" Sable avec coquilles, distinct du précédent par sa faible élévation au-dessus de la mer. Il forme une couche de 10 h 20 mètres d'épaisseur et dont la base se trouve à 10 ou 12 mètres au-dessus des hautes eaux. Il est plus ou moins éloigné de la côte actuelle, et on y a rencontré des ossements de bœuf et des cornes de daim ; mais les coquilles n'ont pas été spécifiquement déterminées ;

7° Couches supérieures composées de galets et de graviers irrégulièrement stratifiés.

Passant ensuite à l'explication des causes qui ont présidé à la formation de ces dépôts, l'auteur pense que les premiers résultent du mouvement de grandes masses d'eau parcourant la surface du pays disloqué par de nombreuses failles, et que leur effet a dû être un nivellement complet de cette surface. L'argile avec blocs se voit sur quelques points à 320 mètres au-dessus de la mer, et des blocs erratiques existent jusqu'à /iOO mètres ; aussi M. Milne admet-il que c'est le résultat d'un cours d'eau très violent venant de PO. , comme le prouvent la grosseur des fragments transportés, leur disposition, qui n'est point en rapport avec leur pesanteur, l'argile non feuilletée qui les entoure, les stries que l'on remarque à leur surface et sur les roches sous-jacentesf, etc. Sir J. Hall avait estimé que ce cou* rani devait avoir 330 mètres de profondeur ou 560 mètres au-dessus du niveau actuel de la mer. Plus tard, les eaux devinrent tranquilles, puis s'abaissèrent, car les sables et les argiles sont à une moindre

(1) Voyez aussi : On thc ossiferous beds ^ etc. Sur les couches ossifèresdanslesbassinsduForth,delaClydeetdelaTay, parHibbert. Rep. 4*'' Meet. hrit. À s soc, nt Kdinburghy p. 642. 18.34.

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liauteur. Le dépôt de gravier et plusieurs de ceux qui Tout précédé seraient dus à des soulèveineuts et à des abaissements successifs du soL

M. C. Maclaren (1) a mentionné Tespèce de revêtement d*argile et de gravier qui entoure ArthurVSeat et les autres collines des environs d*Édimbourg. Il y distingue de bas en haut une argile bleue ou rouge, tenace, une argile tendre avec des cailloux roulés, et du sable, seul ou mélangé de gravier. Il croit que les courants qui les ont déposés venaient de TouesL L'auteur a traité aussi, d'une manière plus générale, iu phénomène alluvial (dépôts de trans|K)rt quaternaire) dans les collines de Pentland et dans le Lotbian central (p. 207] , puis des blocs erratiques (p. 220).

Dans le Fifeshire, M. S. Anderson (2) a décrit le till ou argile ferrugineuse très tenace , atteignant 200 à 230 mètres d'altitude. Il est formé de débris du vieux grès rouge , déposés sous forme de boue et enveloppant des blocs striés , de toutes les dimensions. Ce dépôt , que Ton voit particulièrement au sud de la Tay, est surmonté d'une seconde assise moins constante, souvent très épaisse, composée de sable et de gravier, avec une grande quantité de fragments de toutes sortes de roches. Un dépôt vaseux considérable occupe par place le bassin inférieur de l'Ëaru et de la Tay. Des marnes coquillières, des tourbières , d'anciennes plages et des amas de sable prouvent des changements relatifs de niveau assez récents entre la terre et la mer. Dans le Peebleshire , d'après M. R. Nicol (3), la formation erratique serait aussi composée de deux assises.

Suivant M. Graig {U), les blocs erratiques existent dans tout le bassin de la Clyde où il n'y a pas eu de dénudations postérieures. Ce sont des fragments de roches anciennes sédimentaires, porphyriques ou granitiques, dont quelques uns sont sillonnés ou rayés, et dont le plus grand nombre sont usés et arrondis sur les angles.

Une argile avec blocs, semblable à celle du Lotbian et non stratifiée, puis du sable et du gravier, à la surface duquel se trouvent

(1) ^ Sketch oj the geology, etc. Esquisse de la géologie de Fife et du Lothian, in-12, p. 45, 61, 207. Edimbourg, 1839.

(2) On the gcologx^ etc. Sur la géologie du Fifeshire. ( Prize- Essays and transact. Highl. and agri'c. Soc. of Scolland, vol. VII , p. 376. 1841.

(3) Ib.^ vol. VIII, p. 149. 1843.

(4) Procced. geol. Soc, oj London , vol. IU , p. 415.

66 FORMATION ERRATIQUB.

de gros blocs arrondis, occapent une certaine étendue dans le Roxbnrghshire. La plupart des blocs du Liddesdale sont de granité gris. IVl. D. Milne (1), à qui Ton doit de si bons travaux gédogiqueis, pense que tons ces dépôts meubles se sont formés sons les eaux de la mer et qu'aucun d'eux n'est dû à Taction d'anciens glaciers. Des courants sous-marins ou de grandes vagues, telles qu'il a dû s'en produire lors de l'apparition des roches ignées sous la mer, peuvent également les avoir occasionnés. D'après M. J. Martin (2) , les montagnes de gneiss du Maryshire ou Ëlginshire sont aussi recouvertes d'un diluvium fort épais.

M. J. Smith (3) s'est attaché à démontrer que les blocs erratiques trouvés dans le tUl , ou à sa surface , et qui sont arrondis et sillonnés, ne peuvent être regardés comme transportés par les glaciers. Un courant , semblable à celui que pourraient déterminer les oscillations d'un tremblement de terre assez violent, aurait entraîné, suivant lui , des portions considérables des roches sous-jacentes ; il aurait traversé l'île du N.-O. au S.-E. el déposé le tout à sa surface. Des lits de gravier, d'argile et de sable auraient été apportés et arrangés dans la portion submergée du pays. Plus tard, une seconde débâcle est supposée avoir eu lieu dans le même sens , mais elle a été moins forte ; elle a façonné la surface du sol, telle qu'on la voit encore, et a produit les sillons des anciens blocs et des roches en place. L'auteur conçoit que, dans cette circonstance, la glace a dû jouer un rôle et sillonner les surfaces exposées au frottement. Une température plus basse aurait gelé l'Océan au nord-ouest, et la secousse qui a brisé la glace a pu produire en même temps un flot qui l'aura poussée et apportée vers l'Ecosse. M. Smith distingue d'ailleurs, comme nous aurons occasion de le dire plus loin , deux parties dans le till : l'inférieure, argileuse et renfermant de gros blocs; la supérieure, plus fine, d'une teinte plus claire et ne présentant que peu de blocs ou des fragments de petites dimensions [k).

(1) On t/iegeologjr^ etc. Sur la géologie du Roxburghshire. Procced. Toy. Soc. of Edinburgh ^ n** 21 , p. 399. 1843. — Transact., id., vol. XV, 2« partie, p. 433.

(2) Prize-Essafs and transact. Highl. andagric. Soc. ofScotland, vol. XI, 2« sér., vol. V, p. 417. 1837.

(3) Quart. Journ. geol. Soc. of London , vol. II, p. 33. 1846.

(4) Voyez aussi pour les débris erratiques des îles de Shetland : sir J. Hall, Transact. r. Soc. of Edinburg/i. — Hibbert, Edi/ib.

Sur (es côtes dn Cumberland, ao sud de TÉden, la formation er- Angleterre. ratiqne a une épaisseur qui n'est pas connue, et les îles voisines de Low-Furness en sont entièrement composées. Des blocs du poids de plusieurs milliers de kilogrammes proviennent des chaînes cambriennes et du Lancashire. Ils sont enveloppés dans une sorte de limon, résultat de la désagrégation du nouveau grès rouge {New red sandstone). Sur certains points de la côte, des conglomérats de cette époque se distinguent à peine de ceux du nouveau grès rouge. Les bli)cs erratiques des montagnes cambriennes s'étendent sur les plaines du Lancashire méridional et du Cheshire ; on les voit à une grande élévation sur les collines qui séparent ce dernier comté du Derbyshire , et des débris moins volumineux se retrouvent encore sut les flancs de celles du Denbigshire (1). Le dépôt qui forme une bande étroite dirigée de TE. à TO. dans la vallée de la Calder se rattache probablement à la grande masse de drift qui occupe celle d'York (2).

Aux environs de Manchester, le diluvium est fort épais, et recouvre les divers étages du nouveau grès rouge. Il est composé vers le bas, dit M. J. Leigh (3) , de blocs et de fragments de granité, de diorite, de porphyre argileux (porphyr/ claystone), de calcaire de montagne et de diverses roches de la formation houillère, enveloppés de sable, et à la partie supérieure, d'argile bleue, contenant des fragments arrondis des mêmes roches, mais plus gros.

Plus au sud, les couches carbonifères de Coalbrook Dale soni Pays de caie^ surmontées par un dépôt de gravier que M. J. Prestwich (4) comtés divise en deux parties : l'une inférieure , composée de sable rouge, fin, avec des lits subordonnés de cailloux anguleux ou arrondis, provenant des roches adjacentes ; l'autre supérieure , qui renferme aussi des cailloux roulés des roches voisines , montre en outre des fragments de granité et d'autres roches anciennes, entourés d'un

Journ. of science , vol. VH. — De la Bêche, Manuel géologique^ traduc. française, p. 215.

(1) A. Sedgwick, On the new red sandstone ^ etc. Sur la série du nouveau grès rouge, etc. { Transnct. geol. Soc, of London , vol. IV, p. 390. 1836). — On the origin., sur l'origine des formations alluviale etdiluviale. [Ann. ojphilosophy^dyvW, 1835, p. 243.)

(2) J. Travis Clay, Rep. 12"' Mect. brit. Assoc. at Manchester, 1842 (Londres, 1843), p. 55. — The Geologist , n° 9.

(3) Proceed. geol. Soc. of London, vol. Il, p. 391.

(4) On the geology, etc. Sur la géologie de Coalbrook Dale. [Transact. geol. Soc. oj London , vol. V, p. 460.)

du centre.

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sable rougeâtre, grossier, souvent mêlé d*argile. Des coquilles marines d'espèces encore vivantes y ont été recueillies. Ces dépôts se voient principalement au fond des vallées, ou sur leurs pentes; ils s'étendent parfois sur les plateaux, à 232 mètres au-dessus de la mer, et leur épaisseur, qui atteint jusqu'à 30 mètres, est réduite par place à moins de 1 mètre; ils manquent même tout à fait sur beaucoup de points.

Les travaux du chemin de fer de Birmingham à Gloucester ont permis de reconnaître dans le pays qu'il traverse ce que M. Strickland(l) a nommé détritus fluviatiles et détritus marins. Ces derniers, suivant leur origine, sont locaux ou erratiques , avec ou sans silex. Le gravier marin sans silex est très développé autour de Birmingham. A Mosely, où il a été coupé sur une épaisseur de 25 mètres, il est composé de cailloux roulés de roches granitiques, quartzeuses, de grès altérés, entourés de sable ferrugineux, et il repose sur les marnes rouges {red maris). Ce gravier atteint une élévation de 165 mètres, le long de la ligne du chemin de fer (2), et de 21 li à Lickey, mais peut-être, sur ce dernier point , proviendrait-il du conglomérat du nouveau grès rouge et ne serait-il pas dû à la même cause.

Le gravier marin avec silex au sud-est de l'Avoii , dans le Warwickshire et le Worcestershire , indique qu'un courant venait de la région crayeuse. Il est particulièrement développé à Bredon, où il recouvre le lias et ne renferme point de débris de mammifères non ^us que le précédent. Le gravier (luviatile n'a été rencontré dans cette coupe que sur les deux rives de l'Avon, à Defford et Eckington. Il est semblable à celui de Bredon , mais on y a trouvé , avec des coquilles lacustres identiques à celles de Cropthorne dont nous parlerons tout à l'heure , beaucoup d'ossements de mammifères {Elephas primigenius, Hippopotamus major, Bos unis, Cervus giganteus. Rhinocéros tichorkinuSj Hyœna spelœa , puis les Cyclas amnica et comea) (3).

M. Strickland a cherché à expliquer la présence des débris or-

[\)Proceed. geol. Soc. oj London , vol. III, p. 31 3. — Transact,^ /W., vol. VI, p. 553.

(2) C'est par erreur qu'au lieu de 544 et 900 pieds a. on avait écrit 387 et 587 pieds a. [Proceed. geol. Soc. of London , vol. III , p. 316.)

(3) Des os.semeuts d-Éléphant et de Daim ont été trouvés sur les bords de la Stour, probablement dans le même gravier. [Magaz. nnt. histnry, juin 1.835.)