Bull. Acad. roy. de Belgique, XIV, 807 et

2. Contribution à l'étude micrographique des terrains sédimentaires, 1 vol, in-4°. Lille, 1R97.

Or, la plupart des objections ont été relevées et des réponses très nombreuses leur ont été opposées. On peut les ranger en deux groupes, selon qu'elles concernent des différences biologiques ou des différences minéralogiques.

L'argument tiré de la détermination zoologique ou botanique des espèces, n'a pas une grande valeur; il consiste à dire que des êtres actuels, appartenant aux mêmes familles ou aux mêmes genres que des êtres des temps crétacés, vivent à des profondeurs relativement très faibles. Mais tout le monde sait bien que dans un même groupe, très restreint, on peut rencontrer des habitats très différents. On a insisté aussi sur la trouvaille, répétée un certain nombre de fois, de véritables galets roulés, identiques à ceux de nos plages, en pleine masse de craie secondaire. M. Janet en cite la rencontre, d'ailleurs tout à fait exceptionnelle, dans un banc peu fossilifère de la craie à Micraster cor anguinum et il mentionne un petit paquet, rencontré dans une situation identique, de fossiles serrés les uns contre les autres en un amas gros comme le poing. Il y avait entre autres dans cette collection imprévue, des oursins : Micrasler, Cyphosoma, Diadema ebroïcense, Cidaris sceptrifera, C. subvesiculosa; des mollusques : Spondylus spinosus, Ostrea, Dimyodon, Inoceramus; des os de poissons; des bryozoaires; c'est-à-dire des séries d'objets qui ont plutôt l'apparence littorale *. Mais on s'est aperçu que la présence de ces objets s'explique dans tous ses détails, par l'intervention imprévue d'agents

i. Bull. Soc. Géol. Fr. (3* série), t. XIX, p. 908. Paris, 1891.

de transports qui n'ont rien à faire avec la mécanique de la mer. Nous verrons plus loin qu'une série d'animaux, tels que des poissons et certains cétacés, avalent des proies sans les séparer de leurs coquilles ou de leur squelette et même, peut-être par mégarde, des pierres de toutes les dimensions. Il suffit donc que le corps d'un de ces mangeurs tombe au fond de la mer et s'y décompose pour qu'on puisse rencontrer la collection des objets inaltérables qui en encombraient l'estomac.

Contre l'objection, assez naïve, concernant l'absence, dans la boue àglobigérines, d'ammonites et de bélemnites, si abondantes dans la craie, on n'a qu'à faire remarquer qu'il s'agit de formes éteintes. De même, les requins ne descendent pas à une grande profondeur, et il y en a pourtant dans la craie : quand un requin meurt en traversant la haute mer, il se décompose au fond de l'eau et ses dents inaltérables persistent dans le sédiment. Le Challenger note aussi, dans les plus grands fonds, des os tympaniques provenant surtout de cétacés et constituant la partie la plus résistante de tout le squelette. Quant à la différence des espèces, la faune de l'Atlantique n'est pas celle de la craie, comme Green s'est donné la peine de le démontrer1. Il va sans dire que si l'on compare les globigérines et les rotalines crétacées à leurs congénères tertiaires et actuels, on trouve qu'il n'y a pas identité ; mais les faunes de deux niveaux, appartenant l'un et l'autre à la craie blanche comme l'aturien et l'emschérien, sont loin d'être pareilles. Les tableaux de distribution de fossiles, tels que ceux qu'a dres-

i. Geological Magazine, VIII, 1.

?és M. Cayeux, ne signifient donc pas ce qu'on leur fait dire. Par exemple, quand on constate qu'il ne subsiste, des 117 espèces de la craie, qu'une seule espèce de bryozoaires dans la boue actuelle, on oublie qu'il pourrait ne plus y en avoir une seule, sans qu'on pût en rien conclure sinon qu'elles sont éteintes. C'est ce qui a lieu pour les onze genres de la craie de Reims, dont il ne reste que deux dans la craie de Fécamp. Pour en tirer une conséquence légitime, il faudrait retrouver les espèces de la craie dans des mers peu profondes; et comme elles n'y ont pas persisté, l'argument tombe de lui-même. Il arrive fréquemment que les espèces d'un même genre vivent à des profondeurs très diverses. Parmi les brachiopodes, on trouve que le genre Terebratula est représenté par des espèces distribuées de 5 à 2.900 brasses !

Les différences minéralogiques peuvent sembler plus graves. Si l'on fait la liste comparative des minéraux adventifs renfermés dans la vase actuelle et dans la craie, on trouve tout d'abord que la craie renferme des silex qui n'existent pas dans la boue; et qu'à l'inverse, la vase moderne renferme de la phillipsite qui n'existe pas dans la craie, enfin que beaucoup de substances, tout en figurant dans les deux gisements, n'y ont pas les mêmes caractères. L'explication de ces différences est très simple, mais en même temps elle affecte un caractère d'ampleur en rapport avec sa haute portée, car elle dérive de la constatation du régime fondamental de la terre, considérée dans son ensemble. Nous réservons, pour une partie ultérieure de ce volume, l'étude de l'acti-

vite chimique dont la mer est le théâtre, mais nous ne ferons aucun double emploi, en mentionnant ici un phénomène qui doit nous révéler les vrais rapports de la boue avec la craie, justement parce qu'il ne s'est pas accompli dans la mer, mais dans la masse de sédiments qui, bien que d'origine marine, ont été soustraits, par les phénomènes sédimentaires, à toute relation avec leur localité d'origine. En d'autres termes, il va être facile de montrer que les différences qui ont tant préoccupé les géologues, résultent exclusivement de l'activité chimique et minéralisatrice des liquides imprégnant le sol et circulant dans sa masse.

Tout d'abord, la première discordance entre la craie et la boue provient de la non-conformité de composition chimique, si brutalement exprimée par l'analyse chimique élémentaire : 94 de calcaire d'un côté, pour 60 de l'autre, c'est-à-dire 40 °/0 de silice dans la boue et quelques centièmes dans la craie.

C'est, croyons-nous, Wallich qui, en 1880, fit remarquer que pour établir sainement la comparaison dont il s'agit, il faudrait commencer par analyser la craie prise dans sa totalité et non pas dans la portion qui en reste, après l'élimination des silex. En réalité, les preuves surabondent que ces silex, loin de témoigner dans la mer crétacée de quelque circonstance favorable à leur production, se sont faits très progressivement, par voie de concrétion lente, dans la masse de la craie, déjà solidifiée, et certainement recouverte d'une épaisseur notable de sédiments plus récents. On ne sait vraiment que penser de l'aveuglement avec lequel on a pu formuler une conclusion

comme celle qu'il est de notre devoir de citer ici : « La formation du silex aligné suivant les couches de stratification, ne peut s'interpréter en admettant le mode de sédimentation qu'on observe dans les océans aux grandes profondeurs loin des côtes... Nous sommes amenés, pour expliquer d'une manière adéquate la formation des nodules siliceux de la craie, à admettre que les sédiments de cette formation ont été accumulés d'une manière bien différente de celle des dépôts pélagiques proprement dits i ».

En réalité, les choses se sont passées tout autrement. C'est seulement une fois la craie entièrement déposée, et recouverte même d'une épaisseur qui peut représenter quelques centaines de mètres, que les eaux d'imprégnation, depuis longtemps d'ailleurs substituées à l'eau salée originelle, et partageant avec la roche qui les contient, le degré géothermique relatif à sa profondeur, se livrent à une série d'opérations intimes qui font parcourir à l'ancien sédiment les étapes d'un véritable développement lithogénique. Certains de ses éléments se dissolvent partiellement et prennent une nouvelle structure : le carbonate de chaux, d'abord essentiellement terreux, se mue petit à petit, et çà et là, en embryons de rhomboèdres. Pendant ce temps, les tests de diatomées, les spicules d'épongés riches en silice hydratée, donnent au liquide circulatoire la propriété silicifiante par voie d'incrustation. En des points de la masse générale, que nous ne saurions d'ailleurs reconnaître et où, en apparence, ne se présente rien de particulier,

1. Renard et Klément, Bull. Acad. roy. de Belgique, 57» année, XIV, 807, 809 (1887).

il se déclare une véritable faculté attractive sur la silice dissoute. Y parvient-elle, que cette matière se coagule en un petit flocon gélatineux autour duquel tous les atomes de silice du voisinage viennent se réunir en une masse toujours grossissante. Parallèlement à cette concentration, il se réalise dans la matière qui s'accumule, une de ces opérations qu'on qualifie de moléculaires, et qui arrangent les atomes d'une nouvelle manière, en déterminant une expulsion d'eau de façon que la gelée de tout à l'heure se transforme peu à peu dans la matière précisément désignée sous le nom de silex. C'est fréquemment par zones successives que se fait l'accroissement du petit nodule. Il remplace un nodule de plus en plus considérable de la masse crayeuse primitive qui s'évanouit d'une manière pour ainsi dire occulte, car elle laisse sa structure à la substance de remplacement. Examinée en lames minces au microscope, la pâte du silex présente l'apparence exacte de la craie : non seulement tous les grains qui la composaient sont reproduits par des différences d'allure et de transparence de la matière nouvelle, mais tous les tests empâtés sont reproduits dans tous les détails de leur forme par un véritable moulage siliceux. Même de gros fossiles, comme des Ananchytes, se trouvent englobés et, dans ce cas, on voit que, comme la craie qui les enveloppait, la craie qui remplissait leur vide intérieur, a été épigénisée. Cette opération merveilleuse s'est faite de telle sorte que le test même de l'oursin n'a généralement pas été transformé de la même manière que sa gangue. Nous verrons dans la partie biologique de ce livre, comment il faut expliquer le phénomène;

pour le moment, notons seulement que la matière qui a pris sa place dans la faible épaisseur laissée entre le noyau et la roche ambiante, a été le plus souvent du carbonate de chaux, n'ayant rien à voir avec la substance qui a vécu.

En conséquence, nous sommes autorisés à dire que la silice, qui représentait 60 % du poids de la boue à globigérines est venue lentement s'isoler sous la forme de rognons de silex. Pour avoir la composition vraie de la roche transformée, il faudrait en analyser par exemple un mètre cube, prélevé dans une région où le silex serait d'abondance moyenne et l'on retomberait alors sur la composition de la boue à globigérines elle-même.

Cette filiation, entre la boue actuelle et la craie, peut être, dans une certaine mesure, confirmée par l'observation de localités transitoires. C'est ainsi que dans le terrain tertiaire, en Algérie et en Tunisie, à Gafsa, comme à Tebessa, les gisements célèbres de phosphate de chaux contiennent ce minéral, si précieux pour l'agriculture, associé à une véritable craie éocène.

Nous pourrions en continuer l'histoire et constater que les différentes formations géologiques plus anciennes que le terrain crayeux renferment des calcaires qui représentent la suite de l'évolution rocheuse dont nous venons de parler. Le calcaire compact du terrain néocomien et les pierres de plus en plus cristallines du jurassique nous amèneraient aux marbres si bien caractérisés des différents niveaux primaires, carbonifère, dévonien et silurien. Par exemple 1© marbre noir du niveau qualifié de Culm, peut être,

130 LES CARACTÈRES CINÉMATIQt'ES DE LA MER

malgré la différence profonde qu'il a acquise, regardé comme une antique boue abyssale où la place et le rôle des globigérines étaient tenus par les fusulines. Le calcaire houiller de Moscou qui, malgré son grand âge, a échappé au métamorphisme, représente à cet égard un terme transitoire bien précieux.

Une dernière observation s'impose : l'allure de la masse crayeuse n'y fait pas voir seulement le résultat d'opérations chimiques, mais aussi celui de déplacements relatifs plus ou moins considérables. Le plus remarquable peut-être concerne la circonstance signalée par MM. Renard et Klément, dans le mémoire précédemment cité : « l'examen des fossiles, ; disent ces géologues, spécialement les échinodermes, nous prouve à l'évidence qu'ils ont été soumis à des remaniements mécaniques. Or, ceux-ci sont inexplicables, si la craie s'est déposée comme les vases océaniques. »

De sorte que, encore en 1887, ces savants en étaient toujours à cette croyance que la craie, depuis le moment de son dépôt, est restée identique à ce qu'elle était au début ! Et dix ans plus tard, M. Cayeux, répétant la même assertion pour les fragments d'inocérames, jetés en désordre dans certaines régions de la craie, comme dans le banc des soies du bassin du Nord concluait : « que l'action de l'eau de mer en mouvement, a tout au moins contribué à fracturer les coquilles et à répartir les fragments sur le fond de la mer; c'est elle qui a brisé les prismes et les a épar pillés dans la boue crayeuse. » D'où il résulte que, sachant de science certaine que les eaux qui sortent de la craie sont toutes calcarifères, on raisonne comme

si leur calcaire n'avait pas été emprunté à la craie, alors, qu'en conséquence de cet emprunt, la roche, perdant constamment une partie de son volume, se tasse nécessairement sur elle-même. Et les grands tests d'inocérames sont admirablement placés pour se fracturer en débris de plus en plus petits, en conséquence de ces tassements.

La craie est donc bien certainement une boue à globigérines, évoluée, pour son compte, dans la grande évolution des roches.

Dépôts pélagiques ou des grands fonds. — La

région médiane des grands océans, ordinairement très profonde, est placée dans des conditions spéciales au point de vue de la sédimentation. Les eaux qui circulent au-dessus d'elle n'ont pas d'occasions de se charger de troubles et ceux qu'ils ont pu acquérir avant d'y parvenir ont, pendant leur long trajet, cédé à l'action de la pesanteur, de sorte que tous les dépôts de matériaux solides étant faits, l'eau est à peu près dépourvue de toute substance en suspension. La sonde ramène cependant des plus grandes profondeurs quelques éléments minéraux, et M. Murray constate, dans les rapports du Challenger, que ces matériaux dérivent exclusivement de trois origines : météorique, volcanique et organique. Le vent, qui passe au-dessus de la mer et qui la traverse, abandonne de fines particules, résidus des sables enlevés aux continents et qui, eux aussi, se sont épurés en voyageant. Les volcans déversent sur la mer des déjections nectiques et dont la décomposition peut fournir, au centre même des océans traversés, des débris séparés, soit par la

corrosion des eaux, soit par l'activité d'animaux lithophages. Mais la source la plus efficace et qui nous arrêtera plus loin, c'est le développement des réactions chimiques, entre des solutions diverses qui, en se rencontrant, déterminent sous l'influence presque exclusive de la force vivante, des précipités insolubles. Il en résulte, pour le dépôt abyssal type, des caractères qui le séparent nettement des dépôts précédents.

L'opinion d'hommes spécialement autorisés, comme MM. Murray et Renard, c'est que, vu l'extraordinaire minceur de ce dépôt, on peut pratiquement le considérer comme nul, au moins dans certaines régions. Mais cette manière de voir ne les empêche pas de conclure, des descriptions géologiques de toutes les coupes anciennes observées jusqu'ici, qu'aucun point de ces coupes ne représente un grand fond. « Nous constatons, disent-ils1, que dans certaines régions de la mer actuelle, il ne se forme pas de dépôts appréciables. On peut en déduire que dans les terrains sédimentaires, l'absence d'une couche dans la série ne peut pas être interprétée comme indiquant une émergence ou une érosion. » Et ailleurs : « S'il était prouvé que dans ces couches, les sédiments pélagiques ne sont pas représentés, il s'en suivrait que des océans larges et profonds n'auraient pas autrefois occupé les aires continentales. On pourrait déduire, comme corollaire, que les grandes lignes des bassins orographiques et des continents ont été tracées dès le commencement des âges géologiques, et nous arriverions ainsi à une nouvelle confirmation de l'idée de