ÉVOLUTION DU RELIEF TERRESTRE ET TREMBLEMENTS DE TERRE

La plus grande partie de la surface terrestre est recouverte d'eau, ce qui pour un poète suffirait à donner raison aux antiques conceptions brodées sur le thème de la Terre sortie des eaux. Pour la science positive ou d'observation cette circonstance est accessoire, car elle nécessite l'existence de la masse océanique liquide et en même temps celle de creux à envahir en laissant émergées les parties les plus saillantes. La géologie ne nous en apprend pas moins que les terres déposées au fond des mers ont été relevées pour former le quart de la surface terrestre accessible à nos observations directes. C'est dans ce domaine restreint que nous pouvons étudier les tremblements de terre, et nous allons essayer de voir comment ils se comportent par rapport à l'évolution du

relief de la planète. Déjà nous avons constaté que ces ébranlements du sol non seulement sont propres aux lignes saillantes, ou de corrugation, considérées dans le sens le plus large, c'est-à-dire en faisant abstraction des masses océaniques liquides, mais encore se produisent en s'accompagnant de dislocations et de mouvements au sein des couches terrestres. Nous n'aurons donc de claires lumières sur les causes des tremblements de terre que si nous parvenons à les mettre en relation avec le mode même de formation du relief, autrement dit son évolution depuis les temps géologiques les plus reculés.

Les terres émergées se partagent en zones montagneuses d'altitudes variées et en régions à peu près plates, dont le caractère de plus ou moins grande uniformité s'allie cependant avec d'assez notables différences de hauteur moyenne audessus du niveau des océans. L'aspect extérieur des pays de plaines ne constitue pas à lui seul leur différenciation avec les montagfhes, dont les couches extrêmement disloquées contrastent avec l'allure généralement plus tranquille de celles des contrées basses. Dans les pays de montagnes, il suffit de parcourir quelques kilomètres, parfois même seulement quelques centaines de mètres, pour rencontrer les terrains les plus disparates, tandis que, très souvent, dans les régions plates, on peut voyager des jours et des semaines, sans

remarquer que la constitution du sous-sol varie sensiblement. Cette diversité d'un côté et cette uniformité de l'autre résultent de révolution géologique différente de chacune de ces parties de la surface terrestre et, puisque les tremblements de terre sont, comme l'observation nous l'a enseigné, des phénomènes propres au pays de grand relief, c'est qu'ils sont en étroite relation avec cette évolution même. Nous sommes ainsi amenés logiquement à exposer dans ses grandes lignes le mode de formation des montagnes et des plaines.

Sous nos yeux, les fleuves apportent constamment à l'océan une masse énorme de matières arrachées par l'érosion aux flancs des montagnes et des vallées; elles se déposent le long des rivages et jusqu'au fond des abîmes océaniques plus éloignés, pour constituer dans l'un et l'autre cas des sédiments auxquels on donne le nom de formations néritiques ou bathyales, suivant qu'elles correspondent à de faibles ou à de grandes profondeurs. Les êtres qui y vivent ne sont pas les mêmes, et inversement, à leur seul examen les naturalistes peuvent reconnaître s'ils habitent le voisinage plus ou moins immédiat des côtes à peu de profondeur, ou si, au contraire, ils caractérisent les grands fonds. Mais les formes animales actuelles et celles des époques géologiques antérieures sont les anneaux d'une chaîne tellement

continue que Ton peut en suivre la filiation et décider si tel fossile marin vivait dans une zone néritique ou bathyale des mers anciennes ; en d'autres termes, les paléontologues peuvent discerner sans hésitation si telle couche sédimentaire à fossiles s'est déposée à faible ou à grande profondeur.

Les couches néritiques et bathyales ne se distinguent pas seulement par les caractères de leurs fossiles ou des êtres qui les ont habitées ; en outre celles-ci sont beaucoup plus disloquées que celleslà, cette règle n'ayant qu'un sens général susceptible de souffrir des exceptions et, avec la même restriction, les couches néritiques se présentent avec de bien moindres épaisseurs que les couches bathyales. Ces dernières se montrent en longues bandes relativement étroites, tandis que les premières ont une tendance à occuper de bien plus larges espaces tout autour. On peut donc conclure de ces observations, vérifiées sur toute la surface du globe, que les couches bathyales se sont déposées au fond de longues et profondes fosses marines auxquelles on a donné le nom de géosynclinaux et qui accidentaient des mers beaucoup plus larges et plus étendues, au fond desquelles se déposaient en même temps des couches néritiques.

En disséquant les chaînes de montagnes par de nombreuses coupes, les géologues se sont aperçus

que la plus grande partie de leur masse est constituée , par des formations bathyales relevées, plissées et disloquées, tandis que dominent sur leurs bords des formations néritiques beaucoup moins dérangées de leur situation horizontale primitive et relevée à bien moindre altitude. Dans leur ensemble, les montagnes ont donc surgi de profonds sillons sous-marins et ce sont, d'après l'heureuse expression de Suess, des fonds des mers comprimés/C'est pour cela que les sédiments y sont perturbés, tandis que les formations néritiques ayant moins eu à souffrir de ces vicissitudes, si elles n'ont pas conservé leur horizontalité primitive, du moins présentent une allure générale moins désordonnée et plus facile à analyser.

Les plus hautes chaînes actuelles se sont élevées pendant l'époque tertiaire, et même quelquesunes d'entre elles dès la fin des temps secondaires, sur l'emplacement de géosynclinaux où s'accumulèrent d'énormes épaisseurs de formations bathyales, et si on les reporte sur une mappemonde, on retrace grosso modo la mappemonde des régions à tremblements de terre avec ses deux cercles d'instabilité sismique maxima. On comprend maintenant pourquoi les phénomènes d'ébranlement caractérisent les grandes lignes de relief, parce que ce sont en même temps les zones les plus disloquées et qu'elles ont été les plus mobiles de l'écorce terrestre.

Mais les zones montagneuses ne constituent pas à elles seules toute la terre ferme; il y existe aussi de vastes surfaces sans relief et qui, on Ta déjà observé, sont tout à fait à l'abri des tremblements de terre. La plupart sont * couvertes de sédiments néritiques, souvent bien moins encore dérangés de leur horizontalité première que ceux du voisinage des chaînes de montagnes. Tour à tour émergées ou immergées, ces terres n'ont jamais été envahies que par des mers sans profondeur, seulement ennoyées 9 comme on dit. Quoi donc d'étonnant qu'elles soient restées stables? Ainsi que le prouve l'observation, elles n'ont pas été assez dérangées et disloquées ni n'ont subi d'assez grandes vicissitudes pour que les tremblements de terre y pussent trouver un terrain favorable.

Cependant ce serait dépasser la portée des observations que d'affirmer leur absolue stabilité partout et toujours; on y rencontre aussi des régions pénésismiques, où les tremblements de terre ne sont ni très fréquents, ni redoutables. L'examen géologique de ces régions montre que, si le relief en est relativement insignifiant et si les hauteurs s'y réduisent à des collines aux contours peu accidentés, du moins les couches n'y ont pas l'allure tranquille des grandes surfaces plates et tout à fait asismiques dont nous venons de parler. Deux autres caractères essentiels les

distinguent de ces dernières; elles se présentent en longues bandes et sont constituées par des formations bathyales très disloquées, double preuve qu'elles représentent d'anciens géosynclinaux, plus tard relevés en puissantes cordillères que le temps, c'est-à-dire l'érosion et la dégradation atmosphériques, a ensuite réduites à de modestes chaînes de hauteurs ou même à l'état de pénéplaines (presque plaines). Les efforts de surrection et de dislocation se sont si bien atténués et épuisés que de rares et faibles tremblements de terre les ébranlent seulement.

Ainsi aux divers points de vue du relief actuel, du mode de formation et de la sismicité, la surface terrestre nous offre plusieurs genres de régions nettement différenciées entre elles. Les longues et étroites bandes montagneuses ont surgi du fond de profondes fosses océaniques, ou géosynclinaux ; leurs couches, d'origine bathyale, sont extrêmement disloquées et plissées, les formes topographiques heurtées et pittoresques, les tremblements de terre fréquents et destructeurs. Les abords de ces chaînes sont formés de couches néritiques déposées dans des mers peu profondes, relativement peu relevées et dérangées ; ce sont régions pénésismiques aux tremblements de terre plutôt rares, en tout cas sans danger extrême. De grandes surfaces continentales plates n'ont subi que d'intermittentes invasions de mers peu pro-

fondes et leurs sédiments restés horizontaux, ou à peu près, moins disloqués encore et seulement entamés par l'érosion, ne présentent que des paysages uniformes et sans caractère; les tremblements de terre y sont presque inconnus et jamais graves; elles sont asismiques. Enfin, d'autres bandes étroites, de relief modéré et de topographie indécise ou peu accidentée, représentent d'anciennes chaînes ruinées-, surgies elles aussi du fond de géosynclinaux, elles ne sont plus ébranlées que par des tremblements de terre peu fréquents et rarement redoutables; elles sont pénésismiques. La dépendance mutuelle entre le relief, l'état de dislocation, l'évolution et la sismicité apparaît maintenant avec une lumineuse clarté, et ce sont seulement des observations concordantes faites dans le domaine de plusieurs sciences, géographie, géologie, paléontologie, stratigraphie et sismologie, qui nous ont pas à pas conduits à cet imposant faisceau de déductions inattaquables relatives à la genèse des tremblements de terre. Ce sont décidément des phénomènes tectoniques ou plus généralement orogéniques.

Le tableau synthétique que nous venons d'esquisser à grands traits ne se rapporte ni à des lieux, ni à des temps déterminés; il ne laissera donc pas l'impression de choses vues. Pour ce motif, il est nécessaire d'aborder le problème en sens inverse et de suivre pour une région parti-

culière du globe l'évolution de son relief et de ses tremblements de terre depuis les origines accessibles aux investigations géologiques. Ce sera l'Europe dont la géographie est plus familière à tous; mais les vicissitudes qu'elles a subies au cours du temps sont, aux détails près, celles de tous les continents.

A la base des terrains de nature incontestablement sédimentaire, mais surtout au nord du 40 e parallèle, se rencontrent des formations appelées archéennes. Privées de restes organisés, mais généralement très épaisses, elles sont partout disloquées et plissées. On peut donc croire par analogie qu'à ces époques immensément reculées, il a tremblé énergiquement partout, c'està-dire qu'il y a eu autrefois des régions sismiques dans tous les lieux où se sont déposées ces couches ; mais grâce à l'extinction totale des mouvements tectoniques, ces régions sont arrivées au repos sismique définitif.

Puis est venue la période algonkienne, dont les sédiments conservés jusqu'à nos jours ne sont pas tous plissés. La présence de nombreuses et puissantes formations d'origine détritique révèle la destruction complète de chaînes archéennes et on peut y distinguer au moins confusément plusieurs cycles de surrections et de disparitions de chaînes. En particulier, on reconnaît les reliques d'une chaîne huronienne dont les fragments européens,

les îles Lofoten, les Hébrides et l'extrême Nord de l'Ecosse ont été raccordées hypothétiquement au travers de l'Atlantique à des plissements américains contemporains et de même direction. Toutes ces régions sont asismiques, mais il n'en a certainement pas été ainsi aux temps de leur surrection. L'effort orogénique huronien est à tout jamais éteint; il ne laisse plus aucune trace sous forme de tremblements de terre.

Plus tard, pendant le premier tiers de l'époque primaire ou paléozoïque, a surgi une chaîne appelée calédonienne et représentée par les Grampians et l'axe de la péninsule Scandinave. Déjà nous abordons des régions où les tremblements de terre ne sont plus* tout à fait inconnus, mais ceux de maintenant ne sont qu'un faible souvenir de ceux qui les ont agitées, si l'on en juge par la grandeur des dislocations. Entre temps se constituait le continent nord-atlantique, dont la partie européenne la plus étendue forme la plate-forme russe. Elle n'a jamais été que temporairement recouverte par des mers sans profondeur, les sédiments y sont à peu près horizontaux; il n'y tremble pas et il n'a jamais pu y trembler beaucoup, sinon aux temps archéens bien antérieurs à l'époque des plissements calédoniens. On notera que ceux-ci se rencontrent notablement au sud des plissements huroniens et cette marche vers l'équateur se continuera, comme nous allons le voir, aux époques suivantes.

La fin de l'époque primaire a été marquée par la surrection d'une puissante chaîne qui s'étendait de l'Irlande et du pays de Galles jusqu'au bassin du Donetz par la Bretagne, l'Ardenne, la Bohême et la Silésie. Ses restes sont encore en saillie, le temps écoulé n'ayant pas encore suffi à la rayer de la surface terrestre. C'est une zone de régions pénésismiques jalonnant à notre époque ces plissements appelés hercyniens ou armoricains-varisques.

L'ère secondaire, ou mésozoïque, a été caractérisée par une tranquillité orogénique au moins relative. Les chaînes hercyniennes se sont dégradées et abaissées, mais à la fin les poussées orogéniques reprirent toute leur activité ; puis, successivement, pendant Tère tertiaire et jusqu'à l'aurore des temps préhistoriques animés par la venue de l'homme, s'édifièrent tour à tour au sud des chaînes hercyniennes, les Pyrénées, les Alpes et les Apennins. En même temps que leur âge, de la première à la troisième de ces chaînes, le relief diminue, car il faut compter celui des Apennins depuis le fond de la mer Tyrrhénienne qui descend à 3 000 et 4 000 mètres. C'est aussi dans le même ordre que les tremblements de terre y gagnent en fréquence et en intensité, on ne sait que trop qu'ils sont incessants et destructeurs dans la péninsule italique.

Le parallélisme entre le relief et l'activité des tremblements de terre apparaît maintenant com-

plet, qu'il s'agisse de l'espace ou du temps, et cette revue très sommaire des vicissitudes principales de l'Europe se répète sur toutes les terres actuellement émergées à la surface du globe. Les deux cercles d'intensité sismique maxima doivent donc leur existence à ce qu'ils englobent les zones où se dressent les montagnes les plus récentes et par suite les plus saillantes de notre époque. La répartition des régions à tremblements de terre est temporaire quant aux époques géologiques et, en Europe, elles ont dû émigrer du nord au sud pour suivre les plissements des chaînes tour à tour édifiées et démolies.

C'est donc une loi générale qui rend solidaires les poussées orogéniques et les tremblements de terre. S'il en est ainsi, et l'observation en est le plus sûr témoignage, il ne nous sera pas interdit de risquer un coup d'oeil sur l'avenir réservé au relief terrestre.

En étudiant les rapports qui existent entre le tracé des côtes des océans et la disposition des reliefs voisins, on rencontre deux circonstances tout à fait opposées. Ici les côtes sont déterminées par les lignes de relief, et leur sont parallèles; là, au contraire, elles en sont indépendantes et les recoupent. Le premier type est celui des côtes du Pacifique, le second caractérise presque tout le littoral de l'Atlantique. Ces deux dénominations s'appliquent aux côtes des autres océans. Il est

SISMOLOGIE MODERNE.

facile de constater que, d'une façon générale, les tremblements de terre ébranlent les côtes du type pacifique et respectent celles du type atlantique. Cette observation rentre logiquement dans Tordre des choses, puisque celles-là bordent de puissantes chaînes récentes dont le pied plonge dans de profondes fosses océaniques. Mais que devient dans cette nouvelle interprétation des faits le cercle alpin-himalayen d'instabilité maxima? La réponse est bien simple : d'une part les côtes méditerranéennes appartiennent généralement au type pacifique et d'autre part les dépressions continentales qui prolongent cette mer en Mésopotamie et dans la vallée du Gange seraient des mers à côtes du même type, si un léger affaissement de la croûte terrestre les faisait immerger à nouveau. La relation entre la forme d'une côte et son instabilité ou sa stabilité sismique a donc un caractère général.

Morphologiquement parlant, toute la périphérie du Pacifique est un immense géosynclinal, puisqu'elle est bordée de grandes profondeurs disposées linéairement. En est-elle réellement un? L'hypothèse est vraisemblable et admise par les plus éminents géologues ; nous l'accepterons sous bénéfice d'inventaire. C'est donc là, si l'histoire des vicissitudes terrestres doit se répéter, que s'édifieront plus tard par compression latérale de nouvelles cordillères quand, du cap Horn au détroit de Behring, se seront suffisament dégradées les

Andes et les Rocheuses. Les tremblements déterre longitudinaux du littoral pacifique américain et les vagues sismiques destructives qui les ravagent, semblent corroborer cette manière de voir, et bien des sismologues pensent que ces soubresauts de l'écorce terrestre correspondent à un approfondissement par saccades des fosses littorales profondes. Or la géologie nous enseigne qu'il en a été souvent ainsi au sein des géosynclinaux antérieurs. L'analogie nous permet donc, au moins jusqu'à un certain point, de prévoir la répétition des surrections le long des côtes du type pacifique, parce qu'elles sont le siège à peu près exclusif des tsunamis, tandis qu'au contraire ces phénomènes sont inconnus, ou peut s'en faut, le long des côtes si généralement stables du type atlantique.

Ainsi la Sismologie, après nous avoir révélé le rôle fondamental que jouent les tremblements de terre dans les transformations du relief terrestre dans le passé et le présent, nous permet aussi de lever un coin du voile qui nous en cache le mystérieux avenir.

A s'en tenir au tableau qui précède, on pourrait croire complètement résolu le problème sismogénique ; il s'en faut et de beaucoup; à l'exposé des résultats, un correctif s'impose. Sans doute les longs bourrelets en relief qui sont le trait le plus saillant de la Face de la Terre ont surgi du fond des anciens géosynclinaux; mais cette formule

n'est qu'un commode schéma, tant a été extrême dans le détail la complication véritable du processus, qui ne s'est pas produit de façon continue, ni par un mouvement d'ensemble. Toutes les combinaisons possibles se rencontrent dans l'histoire d'une chaîne, aussi bien des mouvements antérieurs et postérieurs à la surrection principale que des mouvements en sens contraire et des morcellements. Les tremblements de terre ne pourront donc que s'en ressentir et, de fait, c'est une question ardue que de mettre partout les séismes d'une région en relation précise avec ses vicissitudes géologiques de détail.

Chose plus grave, l'écorce terrestre a subi, et subit sans doute encore, des mouvements plus étendus que les surrections. Nommés mouvements épirogéniques, ils affectent surtout les aires continentales. Ce sont des gauchissements de vastes surfaces qui, avec le temps, ont permis aux mers de les envahir ou de les abandonner alternativement. Contrairement à ce qui se passe dans les surrections, l'amplitude horizontale prédomine sur celle des mouvements verticaux, et c'est à ces vicissitudes du niveau relatif des mers et des terres que l'on doit rattacher les anciennes lignes de rivages maintenant exondées à diverses hauteurs qui s'observent le long d'un si grand nombre de côtes. C'est à des époques très rapprochées de l'apparition de l'homme que, par exemple, la

péninsule Scandinave a subi de tels mouvements et que l'Asie centrale a été soulevée pour ainsi dire en bloc et à plusieurs reprises jusqu'à l'époque quaternaire, comme l'ont prouvé les plus récentes explorations. Les phénomènes généraux se sont produits à toutes les époques géologiques et ont causé les transgressions et les régressions des mers sur d'immenses étendues. Quant aux relations qu'ils peuvent avoir avec les tremblements de terre, elles sont encore tout à fait obscures et l'observation n'a rien donné dans ce sens jusqu'à présent. Est-il admissible cependant que ces vastes mouvements se soient produits, ou continuent à se produire lentement, sans ébranlements sismiques et ne correspondent qu'à des «bradysismes»? Nous ne pouvons l'imaginer.

Si donc nous touchons à la solution du problème de la genèse des tremblements de terre, subordonnés aux efforts horizontaux de compression, c'est-à-dire de surrection, en un mot dus à l'orogenèse, nous ne savons rien de ceux que vraisemblablement ne peuvent manquer de causer les efforts verticaux de gauchissement, ou d'affaissements et de soulèvements. La carrière à parcourir dans cette voie par les sismologues de l'avenir reste aussi longue que pleine de promesses.

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