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von Agi-am (Agraro, 1880). .^

* The New Madrid earllit\uakelThejoum.o/-!ieoioi,-/ XIII, 1905, p, K, Cllicago^

joue un rôle de premier ordre dans le lent affaissement de la Sunken Country, région séismique de la vallée du Mississipi autour de New Madrid, Cairo, Memphis, dont l'existence est presque anormale puisqu'elle se trouve en dehors des géosynclinaux des époques secondaire et tertiaire. Il est donc très important d'exposer une théorie et des observations qui donnent la clef d'une des rares anomalies connues dans la répartition des tremblements de terre à la surface du globe. On ne saurait mieux faire que de reproduire tout d'abord les observations les plus explicites, faites en 1811 dans cette curieuse contrée marécageuse.

Tous les phénomènes connexes de vagues séismîques, éjections de sable, de boue et d'eau, et enfin ouvertures cratériformes datent scientifiquement, pourrait-on dire, du grand tremblement de terre de 1811, dans la vallée du Mississipi. Depuis, ils n'ont présenté nulle part une telle ampleur, et ils ont transformé la surface du pays sur une étendue considérable. 11 s'agit donc là d'un véritable événement géologique, et comme les relations des contemporains et témoins oculaires sont à peu près inaccessibles, au moins en Europe, il faut savoir gré à Broadhead* d'avoir exhumé les plus importantes et les plus empreintes de véracité. Leur reproduction trouve naturellement sa place ici.

u Pendant tous les chocs violents, la terre sembla horriblement mise en pièces. La surface de centaines d'acres était çà et là couverte de sable, qui était sorti de nombreuses fissures. Quelques-unes de ces fissures se refermaient immédiatement après qu'elles avaient rejeté du sable et de Teau. Ce qui ressemblait à du charbon avait été rejeté avec le sable en quelques endroits. H était impossible de dire quelle était la profondeur des fissures. Le site de la cité [New Madrid] s'enfonça manifestement de 15 pieds, mais, à un demi- mille en amont de la ville, il ne semble pas y avoir eu d'altération dans les bords du fleuve, tandis qu'un peu en arrière, les nombreux et vastes étangs qui couvraient une grande partie de la contrée, étaient presque asséchés. Le lit de quelques-uns d'entre eux s'était élevé de plusieurs pieds au-dessus de leurs anciens bords, ce qui produisait un changement de 10 à 20 pieds par rapport à la surface horizontale [primitive]. De l'autre côté du Mississipi, un lac s'était formé sur 100 milles de long, 6 de large et 50 pieds de profondeur

« Des fissures avaient été formées sur 600 à 700 pieds de long, 20 et 30 de large, et il en avait été rejeté de l'eau et du sable à 40 pieds de hauteur. Il n'en était pas sorti de flammes incandescentes, mais des éclairs comme ceux qui résultent d'une explosion de gaz ou du passage de l'électricité de nuage à nuage. Des troncs de chêne étaient, jusqu'au centre, fendus à 40 pieds de hauteur, chaque partie restant de part et d'autre de la fissure

* The New Madrid earthquake (Tfie american geologist, XXX, August 1902, p. 76. Minneapolis).

A Près delà Rivière Saint-Francis, il y a une grande région afîaissée parsuile du remblement de terre de 1811. De grands arbres sont submergés à 10 et 20 piedsau-dessous de l'eau. Avant le tremblement de terre, des bateaux à quille pouvaient remonter le Saint-Francis et passer le Hississipi à trois milles au-dessus de New Madrid. Maintenant le bayou est terre sèche. D*une des fissures fut rejeté le crâne d*un bœuf d'une espèce éteinte. Dans le lac Reelfoot, dans le comté d'Ohio (Tennessee], les pêcheurs conduisent maintenant leurs barques au-dessus des branches des sommets des cyprès. L« lac a près de 20 milles de long et 7 de large; il doit son origine à TafTaissement du sol pendant cette période [des tremblements de terre de 1811 et de 1812]

c Flint dit qu'une étendue, près de Little Prairie, se couvrit d'eau sur une profondeur de 3 ou 4 pieds, puis disparut, et il resta une couche de sable. Des lacs de 20 milles de long furent formés en une heure, tandis que d'autres furent drainés. Le cimetière de New Madrid fut précipité dans le fleuve et beaucoup de maisons renversées. Toute la contrée, entre la bouche de l'Ohio et le Saint-Francis, fut bouleversée sur un front de 300 millea, au point que des lacs et des îles s'y formèrent et qu'une étendue de plusieurs milles, près de Little Prairie, fut couverte de 3 ou 4 pieds d'eau; quand celle-ci disparut, il resta une couche de sable

« Peu de personnes tombèrent dans les fissures, et on les en retira. Des arbres furent coupés et tombèrent en travers des fissures, et des gens y voulaient séjourner

« On voyait la terre rouler en vagues de quelques pieds de hauteur, avec de visibles dépressions entre elles. De temps en temps, ces éminences crevaient, rejetant de grandes quantités d'eau, de sable et de charbon

« Lorsque ces éminences crevaient, il restait des fissures courant vers le Nord et vers le Sud, parallèles pendant des milles. Le Sieur en a vu de cinq milles de long, de 4 pieds V* àe profondeur sur 10 de large

« De même que les fissures variaient de grandeur, de même l'eau, le sable et le charbon étaient expulsés à des hauteurs difiTérentes, de 5 à 10 pieds. Outre es longues et étroites fissures, il y en avait d'autres d'une forme ovale ou circulaire, formant de longs et profonds bassins, quelques-uns de 100 yards de large et assez profonds pour retenir l'eau pendant la saison sèche. La contrée endommagée et bouleversée embrassait une aire de 150 milles de circonférence, renfermant comme centre la vieille ville de Little Prairie, appelée maintenant Gani herville, s'étendant largement de chaque côté de Whitewater, appelée Little River, et aussi de part et d'autre du Saint- Francis, dans le Missouri et TArkansas. Le lac Reelfoot (Tennessee) s'afTaissa de 10 pieds

« La terre, sur les rives, s'ouvrit en larges fissures, se refermant de nouveau; de l'eau, du sable et de la boue étaient lancés en énormes jets plus haut que les sommets des arbres

« New Madrid, qui était à 15 ou 20 pieds au-dessus de Tétiage d'été, s'affaissa assez pour que la crue suivante la couvrit de 5 pieds

« La surface se tassa et un liquide noir s'éleva jusqu'au ventre des chevaux qui restèrent immobiles, frappés d'épouvante. Ensuite, toute la surface resta couverte de trous qui ressemblaient beaucoup à des cratères de volcans, entourés d'un cercle de bois carbonisé et de sable, montant à une hauteur denviron 7 pieds. Peu de mois après, on les sonda et on trouva qu'ils dépassaient 20 pieds de profondeur. Là, le pays était [antérieurement] de nouveau couvert de petites

prairies éparses. Maintenant, il est couvert d'étangs et de collines de sable, on de monticules qui se rencontrent dans des endroits où le sol était auparavant le plus bas. Il semblait qu'il y eût tendance à la carbonisation de toute végétation trempant dans les étangs produits par ces éruptions. Un lac s'ouvrit à 27 milles à Touest du Mississipietles arbres y reposaient dans Teau, sur 30 pieds de profondeur

« Le lac Ëulalie, près de New Madrid, à 300 ou 400 yards, fut drainé tout d*un coup »

Il faut maintenant décrire sommairement la constitution géologique profonde de la Sunken Country, pour arriver à rexplication des phénomènes séismiques qu'en a tirée Shepard et des phénomènes d'affaissement dont elle est le théâtre, en conséquence d'un processus commun et simultané.

De New Madrid au golfe du Mexique, le Mississipi est flanqué par des bancs d'alluvions reposant sur une épaisse couche d'argile bleue compacte, souvent très faillée. La Sunken Country est un véritable labyrinthe de lacs, de marais et de bayous dont les déplacements verticaux, positifs ou négatifs, très manifestes, ont souvent dû se produire à la suite de mouvements séismiques antérieurs, outre ceux que l'on y connaît depuis un siècle. C'est par un tremblement de terre que Me Gee* explique, par exemple, qu'un bayou sec entre dans le lac de Reelfoot (Tennessee), sans qu'on puisse trouver trace d'un delta, ce qui semble démontrer la soudaineté de ce changement topographique.

La Sunken Country, outre les particularités hydrographiques de ses innombrables lacs d'efi'ondrement ou d'affaissement, présente plusieurs traits spéciaux très caractéristiques. Un des plus frappants est l'existence de lignes parallèles d'escarpements de failles, dont l'état de fraîcheur et l'âge de la végétation arborescente qui les recouvre indiquent une formation relativement récente. Ces lignes sont surtout développées dans le district de la Big Bay, oii elles sont orientées E.-W. Toute la surface de la région de New Madrid est couverte d'un sable blanc siliceux, provenant de la désagrégation ancienne des grès cambriens et ordoviciens des hauteurs environnantes, mais qui, au lieu d'en venir directement par ruissellement, ont été et sont encore amenés verticalement de la profondeur parle processus tantôt continu, tantôt séismique et intermittent découvert par Shepard. Enfin, des Sand blows, petits monticules de sable blanc, mélangé de fragments de lignite, donnent au pays un aspect dès longtemps signalé, privés qu'ils sont de toute végétation. D'une

* A fossile earthquake [Bull. geol. soc. of America, 1893, IV, p. 4il).

hauteur de 3 & 4 pieds et d'un diamètre de 20 à 100, leur sommet est souvent creux ou déprimé. Ce sont donc des craterlets.

La vallée du Mississipi forme un grand bassin artésien entre [les monts Ozarks et les hauteurs du Tennessee. Une couche d'argile hleue, imperméable, de la formation dite de Lagrange, repose audessus de sables aquifères dont la puissance varie de 600 h 800 pieds, avec intercalation de minces couches lignitifères, au sein desquelles

Fig. IS9. — Coupe E. W. de la vallée du Mississipi par Memphis (d'après Shepard).

se rencontrent, sous une pression considérable, les eaux d'infiltration descendant des hauteurs précitées. Les eaux des puils, artésiens ou non, proviennent de cette couche de sables, ce que démontre péremptoirement la nature de ceux qu'amènent les eaux de ces puits et la présence des fragments de lignite remontés avec eux. Très limpide, sans vase, et déposant une notable quantité de ces matières, cette eau sourd constamment, mais lentement, à la surface de la Sunken Country, et y forme les monticules ou Sand blows signalés plus haut. Les puits sont franchement artésiens à la périphérie, tandis qu'ils ne le sont pas dans l'intérieur de la cuvette, sans doute par suite de l'épuisement de la couche aquifère par l'écoulement lent, mais continu, qui s'y produit à ses nombreuses sources. Dans les deux cas, c'est toujours la même couche aquifère qui fonctionne, puisque les matériaux apportés à la surface sont absolument

Dh MoKTBasus. — La Science léitmologique. 18

identiques, sable blanc et lignite. Ce sont les mêmes aussi qui ont été éjectés par le tremblement de terre de 18H, et par ceux qui depuis se sont répétés si souvent dans la région. Ainsi, ces dépôts ont puissamment contribué à la formation du sol superficiel de la Sunken Country, par apport incessant des matières de la couche aquifère qui, depuis un temps vraisemblablement reculé, se vide graduellement, sur une échelle considérable, par les fissures et, pense Shepard, par les failles de la couche imperméable d'argile bleue.

L'affaissement de la Sunken Country s'explique très bien maintenant, et J'on comprend aussi comment l'équilibre de la couche d'argile, progressivement minée par en dessous, peut, de temps à autre, se rompre brusquement, et c'est alors que se manifestent les tremblements de terre, à la suite du moindre effort de réajustement des voussoirs failles des monts Ozarks et des hauteurs du Tennessee — plus probablement des premiers, tant l'état de fraîcheur de certains escarpements de failles implique une production récente. On sait, d'ailleurs, que le massif est lui-même assez sujet aux ébranlements séismiques.

La constitution de la région de Shreveport, dans la Louisiane, est tout-à-fait analogue à celle de la Sunken Country, et Shepard pense que les tremblements de terre ont contribué exactement de la même façon, à sa formation. Maïs comme elle est actuellement aséismique, il faudrait en conclure que le processus y est épuisé et a dit son dernier mot. Shepard n'hésite point à étendre cette explication au tremblement de terre de Charleston, où des sables sont aussi ramenés de la profondeur par la pression artésienne ; mais ceci est plus sujet à discussion.

On aurait une éclatante confirmation de cette thèse s'il était prouvé que les craterlets s'ouvrent en lignes, décelant ainsi les fissures et les failles de la couche imperméable; mais la vérification de ce fait, d'ailleurs probable, n'a pas encore été faite pour la Sunken Country.

On notera que ce phénomène ramène au jour des matières dont l'origine géologique est plus ancienne que celles des couches traversées et sur lesquelles s'opère leur dépôt ultérieur. Ici ce sont des fragments de lignite, mais ce pourraient être de petits fossiles. 11 y a donc là pour les stratigraphes une cause d'erreur qu'il était bon de signaler, et que seule la séismologie pouvait expliquer.

De tout cela résulte aussi que les phénomènes séismiques ne sont pas toujours sans relation avec le régime des sources et des puits ar-

tésienSy et Shepard a eu le très grand mérite d'amorcer une question qui suscitera, il faut Tespérer, d'autres travaux dans une voie pour ainsi dire nouvelle, quoiqu'elle ait déjà donné lieu à des suggestions de même sens, mais sans même un commencement de preuve, par exemple en Algérie pour le bassin déprimé du Hodna. C'est la première fois que l'observation vient confirmer une théorie qui paraît ici très solidement établie. Hobbs * pense que, dans la région de la Pomperaug Valley (Coni^ecticut), les sources se disposent aux intersections des lignes de failles. En est-il ainsi dans la Sunken Country, en ce qui concerne les sources d'eau chargée de sable et les~ craterlets, relativement auxdislocations de la couche d'argile bleue ? Cela n'est pas improbable, et si le fait venait un jour à être démontré sur le terrain, la théorie de Shepard trouverait une confirmation dont l'importance séismique et géologique n'échappera certainement pas.

Si les dykes de grès représentent des tremblements de terre fossiles, il n'est pas impossible qu'il en soit de même pour un curieux accident géologique étudié, il y a quelques années, par Greenly*, celui des Sandstone pipes rencontrés au cap Dwlban à l'angle occidental de la Red Wharf Bay, sur les côtes orientales d'Anglesey. Il s'agit de sortes de puits de 6 à 12 pieds de profondeur, creusés dans un calcaire carboniférien cristallin, et que remplit en continuité un grès surmontant la courbe du premier. Un autre grès plus puissant, et carboniférien aussi, recouvre le tout. Hobbs', a suggéré que ces puits ne sont pas autre chose que des craterlets ouverts par un tremblement de terre à l'époque où le calcaire inférieur au travers duquel ils sont percés était encore à l'état d'une boue parfaitement meuble. Cette supposition serait d'autant plus admissible que, pense Greenly, l'alternance de calcaire et de grès suppose d'intenses mouvements tectoniques. Aussi la boue calcaire déposée à peu de profondeur a pu être émergée, puis secouée par un tremblement de terre violent qui l'a percée de craterlets. Le durcissement de la couche s'est produit à l'air libre, et un affaissement ultérieur, d'ailleurs peu important, a permis le dépôt d'une couche de boue, qui a rempli les craterlets et s'est ultérieurement durcie en se transformant en calcaire. Long-

* The New rk System of Pomperaug Valley, Gonnecticut (2i •< Ann. Report U, S, Oeol. Survey, 1901, part III, p. 7).

3 Onsaadstoae pipes in the carboaiferous limestone at Dwlban Point, East Anglesey [Geol, mag., VII, p. 20, January 1900).

3 Some topographie Features formed at the time of Earthquaites and the origin of Mounds in the Gulf-Plain iAm. Journ, of Se, April 1907, XXllI, p. 245).

temps après, les agents de destruction et d'érosion ont agi sur ces couches émergées. Le grès supérieur a été enlevé, mais par suite de circonstances locales de dureté relative, il est arrivé qu'en certains points il a été conservé juste au-dessus des sandstone pipesy de sorte que ceux-ci sont surmontés de blocs de grès hérissant la surface du cap. Ailleurs enfin, tout a été arasé au niveau de la surface supérieure du calcaire inférieur, et les sandstone pipes apparaissent seulement par la différence de matière. Une fois de plus, la séismologie donne la clef d'un phénomène difficile à éclaircir, et la suggestion de Hobbs doit être considérée comme très plausible.

Les éjections d'eau et de sable par les craterlets séismiques se produisent presque invariablement en même temps et aux mêmes lieux que les ondes ou vagues visibles, qui agitent les plaines alluvionnaires et se suivent, au moment des tremblements de terre destructeurs, exactement comme celles de l'océan. En dehors des descriptions de ces événements, ce remarquable phénomène n'a guère été cité que pour être mis en doute et attribué à l'affollement d'observateurs assez effrayés pour assigner au sol, par simple illusion des sens, le mouvement ondulatoire dont ils étaient animés eux-mêmes, tant il a paru paradoxal de voir le sol prendre momentanément les propriétés d'un liquide ou tout au moins d'une matière visqueuse. Il est cependant facile de réunir un certain nombre d'observations ayant tous les caractères de précision et de bonne foi d'une chose vue et, devant une question aussi controversée et qui n'a pour ainsi dire jamais été étudiée en détail, il ne sera pas inopportun de recueillir et de relater ici les faits les plus démonstratifs.

Les vagues séismiques visibles méritent aussi le nom de gravifiques, comme on le verra plus loin, parce que la gravité intervient dans leur production. Dutton* pense que Sénèque* les connaissait et les a définies avec précision à la fin du passage suivant, bien connu et souvent cité à propos des opinions des anciens sur les tremblements de terre : « Duo gênera sunt, ut Posidonio placety quibus niovetur terra, Utriusque nomen est proprium, altéra succussio est, cum terra quatitur et sursum ac deorsum movetur, altéra inclinatioj qua in latera, nutat navigii more. » Quoi qu'il en soit, voici la liste des tremblements de terre modernes, que nous avons pu réunir et pour lesquels l'observation de vagues séismiques visibles ne saurait être méconnue :

* Earthquakes in ihe light of tke new SeUmology (New York, 1904, p. 129). « Natur. quœsL (Lib. VI, Cap. 21).