Voir planche III, à la fin du volume

hauteur. C'est ainsi que,dès l'époque burdijfaliennef49). ont dû apparaître aujourdes massifs carbonifères ou permiens, recristaliisés en profondeur par le mélamorphisme ci dont l'aspect rappnlle tout à fait celui des gneisset micaschistes les plus authcnliquemcnf archéens, bien que certains d'entre eux passent, par des transitions insensibles, à des terrains encore fossilifères. Il ne faudrait pas un progrès bien considérable de cette érosion pour faire disparaître, dans toute la chaîne centrale, les terrains secondaires ou tertiaires qui y subsistent, et nous laisser un plateau de gneiss et schistes cristallins arasés, dans lequel quelques sillons pourraient conserver des lambeaux allongés de terrains plissés, ainsi que cela se manifeste dans le Plateau Central.

Cette érosion a dû certainement être lacilitée par la dénivellation et l'affaissement des régions voisines. Un mouvement, comme celui qui a soulevé les Alpes, ne s'est pas, en effet, produit sans amener des dislocations connexes sur toute sa périphérie et des tassements sur son parcours même. C'est la question discutée, qu'il nous reste à examiner, en même temps que nous suivrons l'extension des mouvements alpins au delà des Alpes proprement dites, vers la vallée du Rhône ou le Jura, puis vers le Plateau Central ou les Vosges.

En parlant de l'axe des Alpes, nous voyons les plis s'écarter comme dos vagues, parallèlement à la courbure externe, dans la direction du Nord-Ouest, de l'Ouest et du Sud-Ouest.

Vers le Nord-Ouest, nous avons les plis réguliers du Jura, précédés par les renversements et les charriages du Chablais et des Prcalpes Romandes; vers l'Ouest, nous arrivons, par les chaînes subalpines, à la vallée du Rhône ; vers le Sud, aux charriages de la Provence.

Puis vient, à l'Ouest et au Nord, la zone extérieure des horsts anciens, où les déformations mécaniques se sont produites différemment, sous la forme de grands effondrements rectilignes, alors que les plissements et charriages alpins atteignaient leur maximum d'intensité.

Ces effondrements, qui semblent, en principe, dans l'histoire géologique, caractériser surtout une période récente, où le continent Européen était devenu trop massif pour continuer à se plisser, ont pris, depuis le début du soulèvement alpin, une telle intensité que la disposition actuelle de nos régions européennes leur est due en très grande partie. On pourra s'en faire une idée sur la planche III.

Si on les classe, comme nous allons le faire, à peu près par ordre d'ancienneté, on remarquera que les plus anciens semblent localisés dans les horsts hercyniens, tandis que, plus tard, les dislocations gagnent la chaîne elle-même, ou s'étendent au loin et envahissent notamment peu à peu tout l'emplacement de la Méditerranée, où

l'on croit apercevoir une succession d'affaissements, dans le sens de l'Ouest à lEst, du détroit de Gibraltar à la nierEj,'éc.

Dès l'oligocène (47j, peul-ôtre môme dès la fin de l'éocène (46), on voit les anciens horsts hercyniens se fracturer. A l'intérieur du Plateau Central, des dépressions N. S. se forment suivant les hautes vallées de la Loire, de l'Allier et du Cher. Ces affaissements se sont continués là pendant une longue période, puisque l'aquitanien (iS) de la Limagne a subidesdénivellations de plus de 1000 mètres. En même temps, leMorvan était disloqué par toute une série de failles. Entre les Vosges et la Forêt-Noire, autrefois réunies, l'effondrement de la vallée du Rhin (47) amène une dénivellation de 2 500 à 2800 mètres. En Bohême, des bassins de sédimentation se creusent également (vindobonien, 50 à 52).

La phase de l'helvétien (50), au début du miocène, est marquée par les affaissements, qui limitent les Alpes Orientales à l'Est, dans le bassin de Vienne, à Graz, etc., ou au Nord, en Souabe et Franconie.

De tous côtés, en Europe, la mer s'avance alors dans les dépressions nouvelles, en même temps qu'elle est refoulée ailleurs hors des anciens synclinaux transformés en saillies orogéniques.

Puis le début du pliocène (54) a vu s'écrouler la cordillère Bétique sur le détroit de Gibraltar^ et, probablement, la ïyrrhénide.

Les effondrements de l'Adriatique, qui ont laissé l'éocène du mont Gargano à 1.000 mètres d'altitude, ont dû commencer avec l'oligocène (47) et s'accentuer avec le pliocène (54).

Enfin d'autres effondrements sont probablement pléistocènes (57 à 59) : dans le Nord, l'ouverture de la mer du Nord entre l'Ecosse et la Scandinavie; dans le Sud, la formation de la mer Egée entre la Grèce et l'Asie Mineure et la grande fente du Jourdain et de la mer Rouge.

Peut-être même l'homme a-t-il vu l'effondrement définitif du dernier tronçon de l'.illantique, sur la côte du Portugal.

Simultanément, le pliocène marin de la Galabre, au Sud de l'Italie, (Aspromonte) se trouvait porté (tout en restant horizontal) à l .000 mètres d'altitude sur son support archéen.

On assiste donc, pendant une période tout à fait récente, qui peut n'être pas encore terminée, à une série de dénivellations, par suite desquelles les voussoirs voisins de l'écorce sont, dans la zone alpine, déplacés relativement de l.OOO, 2.000 ou 3.000 mètres dans le sens de la verticale. Pendant ces cataclysmes, les mouvements déterminés par la gravité doivent être surtout des chutes ; ailleurs cependant, il doit y avoir surélévation des coins pressés h leur base ; il est difficile, en

1. Il s'est produit alors des fonds de 1.500 et 2.000 môtres entre Malaga et Oran.

CUAP. XI. — COORDINATION DES DEFORMATIONS TERRESTRES in

eiïel, d expliquer autrement la présence du {.liocène supérieur à 1.000 mètres d'altitude, alors que, dans tant d'autres régions, les m«>mes dépôts sont restés presque au voisinage de la mer. Mais, en moyenne, il est évident que ce qui a dominé ce sont les tassements, les affaissements, notamment à l'intérieur des grandes courbures alpines, dans la Lombardie et l'Adriatique, ou la Hongrie et le bassin de Vienne. La saillie relative des Alpes peut donc être due, pour une part, à l'affaissementdes régions contiguës, en même temps qu'au soulèvement de la zone montagneuse, et les progrès de l'érosion torrentielle ou glaciaire ont accompagné ce mouvement d'une destruction toujours continuée sous nos yeux. On voit donc, en résumé, comment la place d'une chaîne montagneuse actuelle s'est trouvée anciennement préparée, tout en passant par des phases successives, qui ont pu aussi bien consister dans le creusement de sillons marins que dans le soulèvement de saillies orographiques le long de ces sillons ou dans leur axe même. Dans une dernière phase, le plissement est précédé par le creusement d'un géosynclinal ; puis il s'effectue, sans doute en profondeur, dans la zone déjà antérieurement plissée, mais sans superposer exactement ses plis aux plis anciens ; et la chaîne prend alors une existence géologique, avant d'apparaître géographiquement, orographiquement. Une période suivante amène ensuite le tassement des zones limitrophes, accentue la saillie et la met au jour par suite de l'érosion; la chaîne acquiert un relief géographique. C'est la phase actuelle. Mais on peut prévoir que l'érosion, se continuant, aura maintenant pour effet d'atténuer peu à peu ce relief géographique, qui disparaîtra après avoir été tout à fait momentané et la chaîne n'aura plus finalement de nouveau qu'une existence géologique, c'est-à-dire qu'aucun accident du relief ne la signalera et que le géologue seul en retrouvera l'empreinte dans la tectonique d'un plateau ou d'une plaine, comme l'archéologue reconstitue, parle plan de ruines enfouies, l'aspect d'une ville détruite. Le relief orographique des Alpes ou de l'Himalaya, qui aurait pu paraître d'abord un des traits les plus fondamentaux, les plus anciens, les plus permanents de l'écorce terrestre, n'en est, au contraire, qu'un des accidents les plus éphémères.

III. — Coordination géographique des déformations synchroniques. Lois générales du dynamisme terrestre. Succession des systèmes montagneux. Massifs primitifs. Systèmes de montagnes calédonien, hercynien et tertiaire. Leurs relations réciproques et leur continuité.

Jusqu'ici, nous avons demandé à la tectonique de nous faire cora-

prendre le mécanisme des mouvements dynamiques subis par l'écorcc terrestre ; ce mécanisme, indispensable à connaître pour raisonner en connaissance de cause sur les phénomènes de stratigraphie, pétrographie, métallogénie, etc., dans lesquels cette dynamique a joué un rôle essentiel, nous amène, d'autre part, à pousser plus avant dans la tectonique môme, et nous sommes ainsi conduits, avec une rigueur qui laisse peu de place à la contestation des hypothèses proposées, jusqu'à des résultats généraux, touchant à la structure intime de la Terre.

Ce sont ces résultats qu'il nous reste à exposer sous la forme géographique, en montrant le lien, qui rattache entre elles les diverses parties de l'écorce terrestre et l'unité de ce vaste ensemble, déformé pendant tout le cours de l'histoire géologique par une série de mouvements, dont on peut, dès à présent, apercevoir le lien.

Cette description structurale de la surface terrestre, dont je vais tenter une ébauche encore bien grossière, est, à vrai dire, le fondement essentiel de toute géologie ; car les phénomènes de toute nature, que nous pourrons avoir à étudier, et, notamment, bientôt, dans le chapitre relatif à la paléo-géographie, les déplacements des mers à la surface, les sédimentations, ou encore les cristallisations de roches éruptives et de métaux, ne sont que la conséquence des mouvements plus profonds et plus généraux, par suite desquels ont surgi tour à tour les chaînes montagneuses et se sont effondrés les abîmes des océans. Nous avons ici le nœud, qui permet de rattacher tous ces faits épars en un seul faisceau. Aussi serai-je amené à entrer dans plus de détails, et parfois dans des détails d'une forme plus technique, que pour les autres chapitres de cet ouvrage, d'autant plus que la forme de cet exposé et les conclusions, auxquelles nous aboutirons, sont, en partie, nouvelles. Il peut dès lors être utile d'indiquer d'abord ces résultats généraux d une manière tout à fait synthétique, pour revenir ensuite sur le détail de la description et sur la démonstration des hypothèses proposées.

Voici, en quelques mots, comment j'envisage la répartition géographique des phénomènes tectoniques terrestres, en la rattachant à une notion d'âge plus ou moins ancien et d'érosion plus ou moins avancée.

Lois générales du dynamisme terrestre. — J'ai déjà dit comment l'on pouvait interpréter la dynamique terrestre : tendance à l'effondrement vertical et tendance connexe au refoulement tangentiel, ou au plissement, se manifestant avec une intensité particulière pendant certaines périodes, sur certaines zones ; production, à chaque période de plissement, de nouveaux voussoirs solides, incapables ensuite de se plisser, et alors refoulement des plis postérieurs entre les principales masses

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de ces voussoirs consolidés, avec écrasement et torsion sur les voussoirs secondaires, jouant le rôle d'écueils. Dans tout effort de plissement, il y a, des deux côtés de la chaîne plissée, deux mâchoires solides, qui cherchent à se refermer : un Avant-Pays et un Arrière- Pays, dont le rôle peut être comparé h celui du mur et du toit dans une faille ; le mouvement relatif se traduit par un déplacement horizontal de l'Arrière-Pays, qui tend parfois à passer par-dessus la zone intermédiaire, où les plissements se produisent et qui couche et charrie alors ceux-ci dans le sens de l'Avant-Pays. En même temps, les obstacles antérieurs jouent leur rôle en plan horizontal et, toutes les fois que la chaîne se contourne, on reconnaît la présence d'un écueil, qui l'a déviée.

Ce qui complique l'apparence des phénomènes, ce sont les nombreux effondrements, en partie tertiaires, par l'effet desquels certains voussoirs solides ont disparu totalement, ou en partie, et beaucoup d'autres se sont eux-mêmes disloqués. Mais la loi n'en est pas moins générale et le premier soin du tectonicien doit être de rechercher ces massifs solides, ces môles ou ces écueils, dont la présence lui est révélée par les perturbations de ses plissements. Cela a lieu en petit comme en grand; les noyaux gneissiques, ramenés de la profondeur dans la chaîne alpine, où ils ont provoqué la structure amygdaloïde signalée plus haut, ont joué un rôle comparable à celui des horsts hercyniens, introduits dans les plissements alpins et, plus encore dans le détail, on retrouve des phénomènes semblables pour toute roChe dure, intercalée au milieu de marnes ou de schistes soumis à un froissement.

On voit donc que, si l'apparence produite est, comme on l'a dit souvent depuis M. Suess, celle de vagues cheminant dans un sens déterminé du large vers l'Avant-Pays, le phénomène réel est un peu différent ; T Arrière-Pays a un rôle presque identique à celui de l'Avant-Pays, sauf qu'il se déplace sans doute horizontalement plus vite et surplombe, ce qui expliquecomment, le long d'une même chaîne plissée, on voit le massif, qualilié Avant-Pays, passer d'un côté à l'autre, lesensapparentdes mouvements se retourner; par exemple, en Europe les plis terliaires se l)ropager du Sud au Nord, tandis que, sur la même chaîne, à partir du Caucase, en Asie, ils se propagent du Nord au Sud.

Quant à l'origine probable de cet ensemble de phénomènes, elle a déjà été indiquée plus haut. Tout se passe comme si la sphère terrestre s'était progressivement contractée: comme si l'enveloppe superficielle avait cherché à se rapprocher du centre en pénétrant, par conséquent, dans des sphères de plus en plus petites et, comme si, dans ce mouvement, certaines masses solides étaient descendues tout d'un bloc.

394 LA SCIIiNGE GÉOLOGIQUE

OU du moins s'étaient seulement découpées, décrochées en voussoirs à la façon de masses solides, tandis que les parties intermédiaires auraient subi des compressions, des flexions, des sinuosités, des plissements, ainsi qu'une substance plastique. Chacun de ces mouvements de descente, ayant d'ailleurs été accompagné par des pénétrations de roches fondues dans les sédiments superficiels, a dû provoquer la consolidation de fragments nouveaux, qui, alors, dans les accidents ultérieurs, se sont comportés à leur tour comme des noyaux solides et les zones élastiques de l'écorce se sont de plus en plus localisées. Cette localisation progressive des plissements, qui me paraît essentielle à envisager, a nécessairement dû amener une comphcation de plus en plus grande dans l'allure des plis, obligés de s'intercaler entre des mâchoires de plus en plus resserrées : peut-être un déplacement de plus en plus prononcé dans le sens vertical, compensant la réduction de l'espace disponible dans le sens horizontal; peut-être aussi l'éclatement des voussoirs solides, euxmêmes amenés à se diviser en segments indépendants et à prendre, les uns par rapport aux autres, un mouvement relatif, qui a fait sortir certains d'entre eux en forme de coins pour réduire leur surface totale.

Voici, dès lors, comment se traduisent pratiquement ces grands phénomènes, dont la démonstration théorique par les observations de détails, dans la suite de ce chapitre, servira de confirmation à noire hypothèse et prouvera, du même coup, l'origine profonde, la généralité des mouvements tectoniques, si divers dans leurs effets.

Je viens de dire que, l'une après l'autre, des zones successives de l'écorce s'étaient consolidées et avaient ensuite joué le rôle de masses solides, se déplaçant par blocs en haut ou en bas, dans un sens positif ou négatif, mais sans plus jamais se plisser dorénavant. Ce qui caractérise donc, pour une zone quelconque, cette phase de consolidation, c'est que tous les terrains antérieurs apparaissent, dans un tel bloc, plissés et contournés, tous les sédiments postérieurs horizontaux. Il pourrait, il est vrai, se présenter des cas, où ces terrains ne seraient restés horizontaux que parce qu'il n'auraient pas encore eu l'occasion de se plisser; mais les plissements sont un phénomène si général à la surface de la Terre que cette explication n'est pas admissible, lorsque les terrains, demeurés horizontaux, remontent à une époque déjà ancienne.

On peut alors distinguer aisément, à la surface de la Terre, plusieurs zones, signalées sur la Planche I par des couleurs diverses, où cette consolidation s'est faite à des époques distinctes et, dès que l'on attaque cette étude, on s'aperçoit aussitôt que certaines phases de consolidation (correspondant à des périodes de plissement^ ont présenté un

CIIAP. XI. — COORDINATION DES DÉFORMATIONS TKRRESTRKS 395

caractère de généralité extrêmement remarquable, tout en ayant pu, dans le détail, varier d'un point h l'autre et tout en s'étant proIong«''es, en un même point, pendant un temps plus ou moins long.

Ce sont la phase précamhrienne\ la phase antérieure au dévonien (ou calédonienne), la phase carbonifère (ou hercynienne), la phase tertiaire (ou alp-himalayenne) : phases principales, entre lesquelles il serait facile d'en intercaler beaucoup d'autres, qui les relient.

Nous aurons, dès lors, une première zone, où, partout, les terrains archéens antérieurs au précambrien, et le précambrien même (1), d'abord plissés, puis arasés par l'érosion, formeront une plate-forme solide, sur laquelle tous les sédiments successifs, qu'auront amenés des transgressions marines, seront restés horizontaux, qu'ils soient d'ailleurs cambriens, carbonifères, crétacés ou tertiaires, tout en ayant pu subir les uns par rapport aux autres des mouvements relatifs de bas en haut. Cette première zone, la plus anciennement consolidée que nous soyons en état de reconnaître, avait dû, antérieurement à l'apparition de la vie, qui nous permet seule d'établir des dates et des coupures dans cette histoire à partir du précambrien, subir elle-même une série de mouvements antérieurs. Il est manifeste que ses tronçons, tels que nous arrivons à les reconstituer en faisant abstraction des accidents postérieurs, sont déjà le résultat de nombreux plissements, qui se sont influencés réciproquement, comme ceux dont nous reconstituerons plus tard l'histoire*. Par suite de ces plissements, dont on retrouve l'empreinte locale sans pouvoir grouper, d'une région à l'autre, de semblables observations, les plates-formes précambriennes doivent déjà être formées dune série de zones, successivement ajoutées les unes aux autres. Mais, en laissant de côté ces débuts qui nous sont ignorés, nous trouvons, dès la fin de l'époque précambrienne, certains voussoirs fixés à jamais, solidifiés, massifs, qui pourront bien subir des déplacements verticaux, monter ou descendre, émerger ou disparaître sous la mer, mais qui le feront toujours par blocs, sans plus jamais se prêter à des plissements. Ces massifs primordiaux ont, par suite, joué un rôle tout à fait essentiel dans toute

1 . Cette phase avait été appelée, parM «.dcel Bertrand, huronienne ; mais le mot huronien désigne des terrains d'âge antérieur. Sukss (III, 532) nomme Âltaldes la plupart des chaînes hercyniennes, parfois qualifiées aussi d'armoricaines, varisciques ou varisques. Mais ce dernier auteur, en cherchant à déterminer les grandes lignes de la structure terrestre, a volontairement confondu souvent les domaines des chaînes de plissement successives qui, pour lui, en Asie par exemple, ne font qu'un (III, 532), tandis que le but essentiel de notre étude a été de les localiser.

2. Il ne parait pas y avoir une seule région, où les terrains antérieurs au précambrien n'aient été plissés et recristallisés ; ce qui donne à penser que l'absence d'organismes dans ces terrains antérieurs est purement accidentelle.

31)6 LA hClENCE GEOLOGIQUE

la tectonique ultérieure; ce sont eux qui ontimpriméleurdirectionàtous lesplissements;ce sont eux qui ont formé les mâchoires desétaux, entre lesquelles se sont ultérieurement comprimées et plisséesdeszonesintermédiaires plus faibles, plus élastiques(peut-être rendues plus souples par un premier effondrement, suivi d'une sédimentation active, qui y avait relevé les isogéothermes et avait rapproche les roches de la fluidité).

Ces massifs, comme nous allons levoirdansuninstant, ont formé, dans l'hémisphère Nord, deux couronnes principales autourde l'axe terrestre, l'une voisine du pôle, l'autre voisine de l'équateur, avec une traînée de massifs plus petits intermédiaires. Cette disposition ancienne, qui semble mettre en évidence la permanence approximative (souvent contestée) de l'axe terrestre, a déterminé le sens général des plissements. Ceux-ci, en Europe centrale, se trouvant comprimés entre la Scandinavie et l'Afrique, ontbientôtpris une direction Est-Ouest (avec branchements septentrionaux méridiens) et se sont, l'un après l'autre, écrasés du Sud au Nord contre la zone polaire, qu'ils ont successivement agrandie et consolidée : en sorte que la bande plissée a dû, peu à peu, se transporter en se localisant vers le Sud, où la place paraît, à la fin, près de lui manquer.

Après cette première zone précambrienne, nous passerons à une seconde, qui malheureusement est encore mal connue, celle où la consolidation ne s'est faite qu'après le silurien (2 à 4), de telle sorte que nous y trouvons les terrains jusqu'au silurien plissés, et recouverts, après arasement, par du dévonien (5 à 10) horizontal. C'est la chaîne dite calédonienne, parce qu'elle a été étudiée d'abord en Ecosse (Calédonie) et qui paraît aussi très développée en Afrique.

Puis vient la zone tout particulièrement importante, où les mouvements se sont produits pendant le carbonifère et le permien (H à 16), la zone hercynienne, où, non seulement les terrains antérieurs au carbonifère, mais les divers niveaux du carbonifère eux-mêmes peuvent présenter des plissements et des discordances entre eux, tandis que les terrains postérieurs, lorsque la mer les a ramenés après nivellement sur des parties déprimées de cette chaîne, sont demeurés dans l'ensemble horizontaux. C'est la zone de l'Europe Centrale, que l'on appelle aussi armoricaine-varisque.

Enfin arrive la dernière zone tertiaire, ou alp-himalayenne ', où les terrains tertiaires eux-mêmes peuvent apparaître plissés et où souvent les mouvements peuvent se continuer aujourd'hui môme encore : zone,

1. Nous comprendrons dans cette zone toute la série des plissements commencés à la fin du crétacé. Parfois, notamment en Asie, il arrive de trou ver des cas intermédiaires, où le crétacé horizontal recouvre du jurassique plissé. — Le nom d' alp-himalayenne a étéproposépar G. F. Beckkr (8"' Ann. Rep. U. S. Geol. Survey, 1886-1887. p. 966).