L'ÉVOLUTION PROGRESSIVE DES CONTINENTS ET DES MERS

ET SES RÉCURRENCES

Préambule. Généralités. Principes contradictoires d'évolution et de récurrencf appliqués à la paléo-géographie. Leur conciliation.

I. Lois RELATIVES A L'ÉVOLUTION DE LA STRUCTURE TERRESTRE ET DES CLIMATS.

A) L'évolution de la structure terrestre Ses traits permanents. — B) L'évolution des climats. Histoire des mers coralliennes et des phénomènes glaciaires.

II. Histoire de la géographie terrestre et de la sédimentation. — Les déplacements des mers et des montagnes. Récurrences constantes des mêmes séries de phénomènes enchaînés les uns aux autres. Application spéciale aux concentrations littorales, lagunaires ou continentales, de substances utiles. Les relations de la métallogénie avec la paléo-géographie.

m. Description de la terre pendant les diverses périodes géologiques : A) Ère des mouvements précambriens. — B) Ère des mouvements hercyniens. — C) Période jurassique. — D) Période crétacée. — E) Ère des mouvements tertiaires.

Préambule.

généralités, principes contradictoires d'évolution et de récurrence appliqués a la paléo-géographie. leur conciliation.

J'ai dit que le but de la paléo-géogranhie était de reconstituer, pour les diverses périodes de l'histoire géologique, des images successives de la Terre, avec la répartition de ses continents et de ses mers, son relief orographique, ses courants marins, ses climats, sa faune, sa flore, etc., afin de comparer ces images entre elles et de découvrir, s'il se peut, les lois générales de leur évolution. Dans un chapitre antérieur' j'ai montré par quelle méthode et par quels procédés on a pu tendre progressivement, avec une très sérieuse précision, vers un résultat, qui paraît d'abord aussi lointain et aussi problématique. Ce travail de reconstitution forme, à vrai dire, la tâche la plus constante et la plus habituelle des géologues ; la plupart des menues conquêtes, qui réjouissent un instant leur curiosité scientifique, consistent à découvrir,

r Ch. vnï, page 247.

pour une région où on l'ignorait, un passage de la mer, un mouvement du sol pendant une époque déterminée, à reconnaître, pendant cette époque, l'existence d'une île, d'un bras de mer, d'un lac ou d'une lagune inconnus. Ils sont les explorateurs de ces continents disparus et leur première joie, comme celle des vrais explorateurs, est de découvrir du nouveau, sans chercher d'abord les conséquences de leur découverte. Ainsi s'accumulent d'innombrables matériaux, dont le dépouillement méthodique occupe ordinairement une bonne moitié des traités de géologie. En dehors de son but scientifique, l'intérêt pratique d'un tel inventaire apparaît aussitôt, puisque la première question pratique posée aux géologues est de savoir, en un point quelconque de la Terre, quelles natures de terrains un sondage rencontrerait et sur quelles épaisseurs. Ici, où nous cherchons à mettre en lumière les résultais véritablement généraux de la géologie, ceux qui peuvent, coordonnés avec les autres sciences, aider à notre connaissance des lois par lesquelles est régi l'Univers, nous avons le devoir do simplifier considérablement une telle description et c'est pourquoi je vais tenter de faire rentrer tout un traité de géologie dans un seul chapitre.

Dans une première partie, je m'efforcerai donc de tirer les conclusions les plus générales de la paléo-géographie, en ce qui concerne les variations progressives de la structure terrestre, des climats, etc., ou ce que l'on peut appeler leur évolution et j'essayerai sommairement d'en dégager les lois théoriques.

Mais, en l'état actuel de nos connaissances, un résumé aussi synthétisé se trouvera nécessairement aborder de front les parties les plus obscures de notre science géologique et, souvent, sur des points, où j'aurai à exprimer des vues encore discutables, qui demandent au moins un commencement de démonstration. En outre, bien qu'il n'y ait pas là, à proprement parler, un but de la géologie, mais seulement une étape dans sa marche, l'histoire des modifications structurales de la Terre, envisagée pour elle-même en dehors de ses causes possibles, demeure encore un sujet d'étude si captivant et attire une si légitime curiosité qu'il me paraît indispensable de la raconter avec quelques détails : ce qui me conduira à résumer les innombrables observations géologiques en un récit de ces événements primitifs, analogue à celui que nos historiens extraient de leurs archives. Cet historique sera l'objet d'une seconde et d'une troisième parties, où, pour mettre de l'unité dans le récit et pour grouper rationnellement les faits épars, j'aurai surtout à faire ressortir les continuelles récwn'ences, qui ramènent, à des époques diverses, les mômes successions de phénomènes à peu près dans le même ordre.

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On me permettra alors d'insister spécialement sur un côté de la question, qui touche davantage à mes recherches personnelles et pour lequel cet essai de coordination m'amènera à exposer quelques idées nouvelles; je veux parler des résultats produits par la sédimentation littorale, la concentration désertique, ou l'altération continentale, en ce qui concerne les matières utiles : minerais do fer, phosphates, bauxites, sels, gypses, bitumes, combustibles, etc. L'élude de ces substances, que leur valeur économique signale spécialement à l'attention, est, en effet, un de nos moyens les plus sûrs (une fois les règles en question bien établies) pour retrouver, aux diverses époques, la place de certains rivages, ou pour reconstituer la carte des continents émergés. L'étude des dislocations métallisées, qui présente également des rapports avec la paléogéographie, sera traitée plus tard au chapitre de la métallogénie. Je rappellerai, alors, à ce propos, comment la paléo-géographie constitue, avec la géologie chimique, le meilleur moyen d'expliquer les phénomènes de la métallogénie : un gîte fdonien étant directement fonction do la profondeur à laquelle il s'est constitué, c'est-à-dire de la distance qui sépare la superficie actuelle, où il apparaît, de la superficie au moment où il a cristallisé (superficie elle-même déterminée par le relief dû aux phénomènes orogéniques), et un gîte sédimentaire dépendant des conditions topographiques au moment de son dépôt, du milieu continental, lacustre, lagunaire, littoral, etc., dans lequel a eu lieu, mécaniquement ou chimiquement, sa précipitation.

L'objet immédiat de la paléo-géographie, tel que je l'ai indiqué précédemment, est le tracé de cartes géographiques successives, relatives aux diverses époques : cartes physiques, sur lesquelles nous avons le projet un peu téméraire d'inscrire un jour, avec le tracé des rivages, les éléments d'une géographie physique analogue à la géographie actuelle, la distribution des climats et des êtres vivants, le sens des courants, etc. Quels que puissent être l'intérêt de ces cartes en elles-mêmes et la difficile conquête qu'elles représenteront sur l'inconnu, même si nous les possédions déjà par avance nous ne serions pas encore satisfaits de les feuilleter l'une après l'autre et nous prétendons établir, entre elles, un lien, considérer la transformation progressive, dont elles nous offriront les images, comme un phénomène accompli sous nos yeux et chercher les lois physiques, les règles générales, auxquelles obéit ce phénomène.

Quand on examine avec une telle ambition les éléments déjà reconstitués de cette histoire paléo-géographique et qu'on a présent à l'esprit tout l'ensemble des faits géologiques, dont une telle histoire représente la synthèse, on y aperçoit, tout d'abord, l'application de deux grands

principes, auxquels j'ai déjà fait allusion, mais qu'il me paraît important de mettre aussitôt en évidence. C'est, d'une part, dominant tout, la coordination constante des diverses manifestations individuelles et, par suite, la récurrence des mômes causes, reproduisant toujours les mêmes effets; c'est, de l'autre, l'évolution progressive de la Terre, qui rend ces divers ensembles successifs de manifestations, caractéristiques chacun d'une phase déterminée.

Sans le premier principe, il n'y aurait pas de science, et surtout pas de science historique possible. Toutes nos recherches sont dominées par cette idée fondamentale qu'il ne se présente rien d'accidentel dans la nature, que les enchaînements des phénomènes sont régis par des lois et que ces lois présentent une certaine permanence.

Le second principe, plus nouvellement établi en science, du moins sous la forme où nous l'envisageons aujourd'hui, consiste à remarquer que toute chose évolue et se transforme, que rien n'est fixe, que rien ne dure, que notre Univers est à l'état de perpétuel « devenir ». Les lois physiques et mécaniques elles-mêmes, étant la traduction succincte d'un ensemble d'états muables, peuvent donc subir, à leur tour, une évolution, sans doute régie pard'autres lois plus générales encore et, dans l'ordre des phénomènes, notre affirmation d'une de ces lois doit toujours être restreinte à la période de temps, pour laquelle elle a été expérimentalement établie, parce que rien ne prouve absolument que la règle établie doive demeurer exacte pour une autre période. L'assimilation complète des phénomènes géologiques analogues reproduits à diverses époques et celle des lois qui les ont régis ne sont, dès lors, pas licites sans preuves; mais, les modifications de ces lois semblant à leur tour, si elles existent réellement, devoir s'opérer avec une grande lenteur, eu égard aux périodes de temps très restreintes embrassées par notre esprit, nous pouvons, pour ces périodes de temps, les admettre d'abord comme une première approximation, par le moyen de laquelle nous nous approchons ensuite davantage de la vérité.

Voyons quelle est, en géologie, l'application de ces deux principes, quelle part il convient de faire à la récurrence et quelle part à l'évolution.

Le principe de récurrence et celui de coordination qu'il entraîne, sont absolument essentiels et, plus nous progressons, plus notre effort constant cherche à les mettre en évidence. C'est, en soi-même, un jeu assez frivole que de reconnaître, ici un progrès, là un recul de la mer, ailleurs un soulèvement montagneux ou un effondrement, une manifestation éruptive ou une venue métallifère, si l'on ne montre pas comment tous ces événements simultanés se rattachent les uns aux autres, sont la

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conséquence les uns des autres et sont réglés par des causes permanentes.

Prenons d'abord les mouvements de la mer. Ils se traduisent sous dcu.x formes essentielles : les progrès et les reculs, les transgressions et les régressions '. Mais, s'il se produit une transgression, c'est qu'il y a déplacement; cette oau, qui envahit ainsi un continent, vient de quelque part; son volume total à la surface de la Terre n'a pas changé, comme je l'ai déjà fait remarquer; ou, s'il a subi une légère modification, ce ne peut être que suivant une loi à peu près continue : par réduction absolue, en raison de la fixation dans les oxydations ; par accroissement relatif, en raison de la contraction terrestre, qui diminue les surfaces totales, sur lesquelles il peut s'étaler; ou, peut-être, par accroissement absolu^ en raison des épanchements volcaniques. Donc une transgression dans une région a pour corrélatif nécessaire, ou une émersion dans un autre, ou une diminution dans les profondeurs marines ; toute régression correspond de même ailleurs à un progrès ou à un approfondissement des eaux. Cette marée a sa contre-partie, ce va-et-vient n'est qu'une bascule et nous ne devons pas nous tenir pour satisfaits, tant que nous n'avons pas trouvé cette contre-partie, mis cette bascule en évidence.

Le volume des mers restant toujours à peu près le même, la surface qu'elles occupent ne peut être modifiée sensiblement que par un changement dans le relief ou la forme du sphéroïde. Sauf la remarque précédente sur la contraction terrestre, qui peut se traduire par une augmentation progressive des étendues marines relativement aux superficies continentales et peut-être avec quelques à-coups lors des grandes dislocations, nous devons donc, à toutes les époques, retrouver à peu près la même proportion superficielle des mers et des terres, ou, si nous n'y arrivons pas, il faut donc en conclure que le profil des dépressions marines s'est notablement modifié par un affaissement ou par un relèvement.

Mais ce n'est pas tout que d'avoir ainsi constaté le déplacement des mers sur la superficie terrestre, il est infiniment probable qu'un tel déplacement a une cause, soit dans une oscillation rythmique due à une cause astronomique, soit plutôt dans la modification des formes structurales : par un soulèvement montagneux, ayant déterminé l'émersion d'un continent; par un effondrement, ayant provoqué une invasion

1. M. Sdess a proposé d'employer les expressions de positifs et négalifs ^onr les déplacements des lignes de rivage [loc. cit., 11, 31). Un tel déplacen-ent est dit positif, quand il se produit de bas en haut, quand la mer semble monter, comme sur une échelle d'étiage ou un marégraphe ; il est négatif dans le cas contraire, quand la mer semble descendre ou le continent se soulever. Une transgression correspond à un mouvement positif, une émersion à un mouvement négatif.

marine, ou un brusque enfoncement des fonds marins*. La complexité de ces phénomènes de plissement, d'affaissement, de sédimentation, etc., qui s'enchevêtrent les uns dans les autres, ne laisse aux déplacements de la mer indépendants des causes astronomiques, que ce que l'on pourrait appeler une généralité régionale ; mais ils n'en doivent pas moins être liés, pour la plupart, aux grands mouvements de la croûte terrestre, que la tectonique se propose d'élucider.

Et ceux-ci, à leur tour, comme on l'a vu déjà, ne peuvent manquer d'avoir une origine profonde. Pour qu'il se dresse, à la surface de la terre, une saillie montagneuse, un « rempli » comprenant les Pyrénées, les Alpes, le Caucase et l'Himalaya; pour que la mer Egée ou l'Atlantique s'effondrent ; pour qu'il s'ouvre une cassure allant de l'Arabie aux Grands Lacs africains, ou d'autres longeant les deux rives du Pacifique, il faut, de toute nécessité, qu'il se soit produit quelque grande modification interne, dont on n'arrive pas à concevoir l'amplitude sans l'hypothèse d'une certaine fluidité permanente ou acquise. A ces mouvements du sol se rattachent alors les déplacements profonds déroches éruptives en fusion et les cristallisations métallifères, qui en sont le corollaire. D'autre part, le soulèvement montagneux, accompagné par un changement des rivages marins, amène des érosions, des destructions de roches par les eaux, des sédimentations, des concentrations lagunaires ou littorales de certaines substances et, en remontant des phénomènes semblables les plus récents (par suite, les mieux connus) à des phénomènes de plus en plus anciens, nous arrivons à constater, dans leur ensemble, dans leur connexion, une certaine récurrence, qui, à diverses époques, a reproduit, à peu près dans le même ordre, un ensemble de faits analogues.

Nous sommes ainsi conduits à envisager toute l'histoire de la Terre comme dominée par une transformation essentielle d'ordre interne, qui consiste très probablement, ainsi que je l'ai déjà dit à diverses reprises, dans la contraction de son noyau fluide par suite du refroidissement

1. Cette opinion n'est pas admise par tout le monde et l'on a mis en avant des causes bien singulières pour expliquer les déplacements des mers : par exemple, une variation dans la vitesse de rotation de la Terre, déterminant un transport de la masse liquide, tantôt vers les pôles, tantôt vers I equateur ; ou encore une différence dans l'intensité de l'attraction exercée par les glaces polaires, plus ou moins développées, sur la nappe océanique.

M. SuEss a, comme je l'ai dit déjà page 80, attribué une grande importance aux phénomènes euslatiques ou généraux, qui devraient s'étendre à tous les rivages : soit un progrès général de la mer (mouvement positif), quand la mer, comblée par les sédiments, était forcée de se chercher une place nouvelle ; soit un recul général (mouvement négatif), quand un affaissement des fonds de mer y attirait une partie des eaux. Lecaractère d'universalité absolue, attribué ainsi aux déplacements des mers, semble peu conforme aux observations récentes. (Voir plus loin, page 718.)