CHAPITRE m

L\ GRANDE CtRClLATÏOX OCKANIOFE.

§ 1". — Faits acquis.

Avant les récents sondages opérés par MM. de Pourtalès et Agassiz (États-Unis), par MM. Sars père et fils (Norwège), par MM. Wyville Thomson, W. B. Carpenter, J. Gwyn Jeffreys (Angleterre), on admettait dans la soience comme établis les six points suivants :

1<* La surface des eaux seule est soumise à des courants; les eaux profondes sont immobiles.

â*" La température des eaux profondes est uniforme; elle est de S'* 8 centigrades; elle est la cause de l'immobilité des eaux.

3** Les eaux profondes ne peuvent être habitées î\ cause de la pression énorme que devrait subir tout ôtre vivant. H y a donc une limite de profondeur pour la vie animale dans TOcéan,

4° Le terrain crétacé a eu son époque de formation, limitée et distincte dans le temps et dans l'espace. La phase de sa formation et de sa durée, par rapport aux autres phases géologiques* a été, non pas simultanée, mais successive. Elle est depuis longtemps parachevée.

5** La présence de coquillages et de mollusques fossiles dont les congénères habitent la zone glaciale est une preuve que le climat du pays où on les trouve a été froid.

6° Les couches géologiques sont caractérisées par la présence de certains coquillages, les types de ces fossiles étant tous éteints.

Les sondages exécutés dans les trois dernières années (1867-1870) ont renversé les points précédents et donné les preuves irrécusables des six faits suivants :

1° Les eaux profondes sont le siège d'un double courant, Tun équatorial qui va réchauffer les régions polaires, l'autre polaire qui va tempérer la chaleur des régions équatoriales. Il y a donc un grande circulation océanique, de même qu'il y a une grande circulation atmosphérique. Le Gulf-Stream, courant chaud de la surface, n'est qu'un cas particulier de la grande circulation océanique.

2° La température des eaux profondes est très-variable ; dans le courant froid elle a été trouvée de — 1**, 3 et même de— 3**, 47 centigrades; dans la zone tempérée, très loin de la zone polaire, elle a été trouvée

égale à — !•, 1 centigrade. L'immobilité des eaux est donc impossible.

3"^ Les animaux du tissu le plus délicat peuvent vivre, se mouvoir dans les plus grandes profondeurs saas être incommodés. Il n'y a pas de limite de profondeur pour la vie animale dans l'Océan.

4° Un terrain calcaire, identique au terrain crétacé c'est-à-dire formé par les débris de coquilles vivantes, est en voie de formation continue dans les^courants chauds venant de l'équateur : ce terrain est composé en majeure partie de globigérines, sorte de boue vivante.

5*" La faune océanienne dépend, non de la profondeur des eaux, mais de leur température. Chaque courant a sa faune propre ; le courant chaud a la sienne, le courant froid en a une autre ; et ces deux faunes, non-seulement sont contemporaines, mais vivent côte à côte, et cela, jusque dans les régions équatoriales. Il en résulte que la présence de certains coquillages ne peut plus être regardée comme caractéristique d'une époque géologique ni du climat général d'un continent.

6° Dans les eaux profondes vivent plusieurs types d'animaux qu'on croyait éteints depuis longtemps et qui servaient à caractériser une époque géologique (1).

(I) Revue des cours scientifiques, 6« année^ page 499;7*annëe^ page 578. Deux leçons de M, W. B, Carpenter.

h — Grande oirculatiofi açianique. — M. le professeur Buff, dans sa Physique de la tetre, présente ainsi la doctrine de la grande circulation océanique que Humboldt avait développée dans le Cosmos : « L'eau de TOcéan, à de grandes profondeurs, présente même sous Téquateur une température très voisine du point de congélation. Ce phénomène s'explique par l'existence d'un courant continuel d'eau froide allant du pôle à l'équateur, chassant du fond de la mer l'eau qui est plus chaude et plus légère. Puis, cette même eau en se réchauffant cède à son tour la place à l'eau froide qui lui succède. D'mi autre côté, l'eau qui abandonne constamment les régions froides est remplacée de deux manières : i* l'eau chaude de la zone torride, étant plus légère, doit s'étendre des deux côtés de la surface de l'Océan, et, tout en se refroidissant peu à pQu, doit s'avancer vers les régions polaires ; 2° de plus, l'évaporation est bien plus considérable entre, les tropiques que partout ailleurs, et une grande partie des vapeurs qui se sont produites ne retombe soi^s forme de pluie ou de neige que dans des latitudes élevées. »

Il se fait donc un échange continuel entre les eaux dçi l'équateur et celles du pôle. Dans les parties les plus profondes de l'Océan, il y a un mouvement dans la direction de l'équateur. A la surface de l'Océan, l'eau chaude des mers tropicales se dirige vers le pôle en se refroidissant çn chemin jusqu'à ce que sa température soit deyçin\ift assez basse poqr qu'elle a^He au

fond el, dans cet état, retourne vers son point de départ.

Les sondages ont prouvé que dans les parties moins profondes de l'Océan circule le courant chaud, et dans les parties très-profondes le courant froid. Il suit dé là que la plus ou moins grande profondeur des canaux qui séparent les îles ou les continents décide de la route que suivent les deux courants. Tandis que Tun roule ses eaux dans les plis profonds d'affaissément, l'autre se dirige par les parties exhaussées du lit océanique. Lorsqu'un seul passage existe pour les deux courants et que la profondeur n'en est pas suf- Usante, il se fait un mélange des deux courants. La température du courant froid s'élève tandis que celle de la masse entière se refroidit (i).

IL — f empérature variable des eaux profondes.

— Ce qui a fait méconnaître l'existence de la grande circulation océanique, c'est la croyance que le fond des mers avait une température uniforme de 3** 8 centigrades. Les sondages des vaisseaux anglais YEclair et le Pore-Epic (croisières de H. W. B. Carpen-

(1) ËQtre le Groenland et l'Islande, le détroit est assez profond pour livrer passage au courant froid. Entre l'Islande et les lies Féroë, le lit de VOcéan, par son élévation, est \\ne barrière réelle pour le courant polaire. Comme le plateau des îles Britanniques et même le fond de la mer du Nord offrent un obstacle de môme nature, il est nécessaire qu'un courant d'eau glacée passe par le détroit profond qui sépare les tles Féçpô <)e.s $b6tH^d9.

ter) ont prouvé qu'une température, môme inférieure à — 1**, 1 centigrade peut être transmise par des courants polaires dans la zone tempérée, et que la température générale de la partie la plus profonde de l'Océan atlantique est plus polaire qu'on ne le supposait.

Cinquante ans auparavant, pendant le voyage de John Ross dans les mers arctiques, le général Sabine avait constaté dans un sondage qu'à une profondeur de 1 ,243 mètres le thermomètre avait marqué — 3° 47 . Cette observation, qui sembla fort étrange, s'explique par ce fait : l'eau de mer, d'après les expériences de Despretz, peut descendre jusqu'à — 4* centigrades sans congélation pourvu qu'elle reste immobile. Dans ce cas, elle va toujours se contractant et n'acquiert son maximum de densité qu'à cette température. Il suffisait donc que l'endroit de la mer polaire où le général Sabine opéra le sondage ne fût pas visité par un courant chaud et conservât son immobilité pour que l'eau restât liquide à une aussi basse température.

Entre l'Ecosse et les îles Péroë, la température de la surface est presque partout la même de 11 ** 11 centigrades. Mais si l'on pratique des sondages, on trouve que, sous cette surface à température uniforme, existent deux régions différentes, l'une froide, l'autre chaude. A 364 mètres, la température de la région chaude s'abaisse à 8° 3, et celle de la région froide à 7*6. A 1,180 mètres, la température de la région chaude s'abaisse à 5° 8, et celle de la région froide à — 1*3. C'est au-dessous de370 mètres que s'accentue

surtout la différence de température entre les deux régions.

On voit par cet exemple frappant quel est le mode de distribution des eaux de l'Océan, soit en surface, soit en profondeur. L'élévation de la température est à peu près uniforme pour la surface ; l'abaissement graduel Test aussi pour la zone intermédiaire jusqu'à 400 mètres environ; à partir de 400 mètres, les inégalités de température accusent avec énergie l'existence de deux courants distincts et contraires.

III. — Il n'y a pas de limite de profondeur pour la vie animale dans TOcéan. -— Les draguages exécutés par la Suède, les États-Unis et l'Angleterre ont mis hors de discussion un fait d'une importance capitale, c'est qu'il n'y a pas de profondeur pour la vie animale dans l'Océan. A des profondeurs que l'on avait cru généralement jusqu'ici entièrement privées d'êtres vivants ou habitées seulement par des espèces inférieures, existe une faune abondante et variée, présentant des types aussi élevés que ceux des eaux moins profondes.

Dans une première expédition, MM. Sars ont trouvé à une profondeur de 822 mètres plus de 42 espèces de rhizopodes, échinodermes, conchifères, céphalopodes et crustacés. Dans une deuxième expédition au Spitzberg, ils ont recueilli un grand nombre d'animaux d'espèces diflTérentes trouvés à des profondeurs de 3,656 mètres. La croisière du Porc-Epic, sous la direction de M. W. B. Carpenter, a reculé encore les bornes de ces sondages étonnants. A l'extrémité nord

— 'àU —

du golfe de Qascogae, la drague a r^^^oeQé d'\in^ profondeur de 4,431 mètres plus de 760 kilogrammes de globigérines avec des échinodermes, 0es mollusques, des annélides, des crustacés. Cette ptrofondeur égale presque la hauteur du Mont-Blanc, laquelle est de 4,815 urètres. En cet endroit, \a^ pression de Teau sur le fond de la q^er est de 472 Hilogr^^iqmes environ par centim^re c^rré. Et cependant les animaux dont la chair est mol^e et les formes déliées y vivent et s'y meuvent avec aisance et liberté.

I¥, ^ Continuité du terrain crétacé. — On le sait ; le terrain crétacé et le terrain calcaire, qui tous deu^ ont pour élément le carbonate de cbaus, se distinguent par leur origine radicalement distincte. Le terrain crétacé, composé de coquilles micrpscppiqwes (travaux de M. Ehrenberg),est d'origine organique, tandis que le terrain calcaire, sédiment déposé par les eaux qui le tenaient en suspension, est d'origine inorganique. Les sondages récents ont prouvé que les abîmes océaniques, dans le lit du courant équatorial, sont recouverts d'une boue vivante qui a reçu le nom de globigérine. C'est la globigérJne qui a contribué principalement h la formation du terrain crétacé. En môme temps que le plateau européen s'est soulevé, il s'est produit très probablement un affaissement graduel de ce qui forme maintenant le fond de l'Atlantique. Les globigérines de la surface européenne, avec un grand noBihre de types de la vie animale qui les accompa-

gnaient, ont dift peu à peu se répandre sur le siiifcce du terrain atlantique d'aflkiseement à mesure qu'elle offirait des conditions favorables à leur existence. 11 résulte de là que la formation du terrain crétacé, commencée jadis dans la partie continentale de TBarope, se continue de nos jours au fond de l'Océan. Cette époque géologique n'est donc pas encore achevée ; le sera-t-elle jamais?...

?. — La laïue eeéaniiieBiie dépend, non de la pfofondeiir, naia de la taanpéraiiire des eaux. — La distribution des êtres vivants dans les mers profondes dépend, non pas de la profondeur, mais de la température des eaux. Le lit où circule le courant fpeid a sa faune ; le \M du courant chaud en a une autre. Les sondages de YÉchir et du fiorc-Épic ont montré que, par ce fait seul qu'une région est traversée par deux courants, l'un venant du pôle et l'autre de l'équateur, il existait simultanément deux faunes distinctes au fond de la mer sur de vastes espaces coBtigus. Et ces deux climats n^étaient séparés que par une distance de quelques milles en ligne horizontaie et de 548 mètres en ligne verticale.

La partie froide est habitée principalement par des échinodermes, des éponges; la partie chaude a pour domaine exclusif les globigérines et les éponges vitreuses. Quant aux mollusques, ils semblent être communs aux deux régions.

Le terrain des deux lits est aussi différent que les deux faunes. Le fond où poule le courant froid est

composé de sable quartzeux mêlé de particules volcaniques, lesquelles proviemient probablement du Spitzberg et de Tile de Jean-Mayen. Le lit du courant chaud est composé de boue de globigérines : c'est un terrain crétacé.

Entre les îles Féroë et l'Ecosse abondent des ani* maux, surtout des échinodermes, qu'on croyait appartenir seulement au Groenland, à l'Islande et au Spitzberg. Ces espèces se sont rencontrées souvent avec une abondance extraordinaire. Une fois, la drague, d'un seul coup, ramena 500 kilogrammes de globigérines. Les draguages de Y Éclair ont révélé ce fait surprenant que , dans des profondeurs où la température est inférieure de plus de i ** 4 au zéro , point de congélation de l'eau douce, prospère une faune de la plus grande variété. Ce qui n'est guère moins remarquable, c'est l'influence de la température sur la croissance de certains animaux communs aux deux régions : dans la région froide ils passent à l'état nain. ' Ainsi le Solaster papposa, de 15 centimètres qu'il a dans 163 régions chaudes, est réduit à 5 centimètres dans la région froide. VAsterocanthion violacem et la Cribella oculata subissent une diminution analogue. La réduction est si étrange qu'on aurait pu croire que ces animaux appartenaient à d'autres espèces si leuV structure n'avait pas été exactement la même que celle du type ordinaire. £n rapprochant ce fait de ceux que cite en botanique le savant M. Gubler (1),

(1) Voir p. 29, !'• nartie, chap. Ju> Causes de sélection naturelle.

on reconnattra quelle énergique influence exerce le milieu ambiant, soit gazeux , soit liquide, sur le développement des plantes et des animaux.

VI. — Types retrouvés d'animaux qu'on croyait éteints. — Plusieurs types regardés comme caractéristiques des époques géologiques précédentes, et qu'on croyait éteints depuis longtemps, se retrouvent encore vivants dans les profondeurs de l'Océan. Un rhizoerinus, membre de la famille Apiocrinite qui appartient à ' l'oolithe, a été trouvé d'abord par MM. Sars aux lies Loffoden, puis par M. de Pourtalès au golfe du Mexique, et aussi par M. W. B. Carpenter. Ce dernier, près de l'île d'Ouessant, a ramené d'une profondeur de 4,431 mètres un autre crimide se rattachant au même type que les rhizocrmus. Les draguages du Porc-Épk ont fait connaître sept espèces de mollusques qu'on croyait anéantis, un grand échinide du genre Diadème, un cUj^astroîde trouvé déjà par M. de Pourtalès dans le golfe mexicain, et un grand nombre de foraminifères qui présentent une remarquable analogie avec les formes déjà reconnues dans la craie.

§ 2. — Conséquences.

I. — La superposition des couches distinctes peut indiquer de simples déplacements de courants océaniques et jMLdes époques géologiques distinctes. — Le fod^^voulent les eaux polaires

— fw —

est fonué de aable quàrteeux et de particules voleaaSques avec une Eaune particulière d'échinodermes et d'épongés. La région du courant équatorial est un terrain crétacé formé par un dépôt de globigérines ausqueUes sont mêlées (es éponges vitreuses caractéristiques. Et ces deux régions sont contiguës. Qu'une oscillation du sol vienne élever la région froide et liarallèlement par un jeu de bascule abaisser la région diauée, alors un échange de lit se fait entre les deux courants. Les eaux froides recouvriront les globigérines éteintes d'une couche arénacée et de particules volcaniques arrachées aux i^rains polaires, et installeront leur faune boréale sur les dépouilles de la faune équatoriaie. A son tour, la faune des eaux chaudes émigrera dans le lit abandoaaé du courant polaire et comosencera, sur le fond quarUeux, la for^ tafttien d^une couche et d'une colonie ciétacées* l>ans cette doubie interveroiou causée par une simple oscillation du soi^ il n'y aura pas eu solution de continuité au poiat de vue de la formation de deux terrains «i ëifférents, et par conséquent poinl d'époques distincies. Ces deux terrains auront une odgine«imultMiée, parallèle, mais non successive ; et cette origine sera l'œuvre lente ou rapide, des forces naturelles toujours agissantes. On ne peut donc plus, en géologie, prendre pour base des estimations relatives au temps la seule superposition des couches géologiques, dans le «ensK^u'on y attachait naguère lorsque chaque couche étail considérée conime n^uparaissant qu'après la fortnatien complète etpara^^B, dans le teiiops et dans

respAciB, tie la côiiche qui précédait. « Nous \5omteés éhcore dans la période crétacée » a dît M. Wy^tte Thomson. Peut-ôtrîe même faudra-t-il reculer l'origine de la craie à des époques plus éloignées, comme sembleraient l'indiquer les globigérines que MM. Phîlîpps et Carpenter ont trouvées dans certaines couches du calcaire caAonifère.

II. — La présence de fossiles appurteiiaiit t la fattne des eaux froides indique l'ancien lit d'un tourànt polaire, et non nn elimat glaeial poilr nue région. — Quelques exemptes empruntés aux observations faites par le Porc-Epic feront saisir, par rénorme différence entre ia température de lasurfiace et celle du fond, combien es{ erronée TestiAfettop des anciens climats qu'on déduisait de la présence de coquilles septentrionales. Voici, pris entre pl^ieurs autres, le résultat de deux sondages que l'on fit prts du bord ouest de l'Atlantique septentrional :

tEMPÉRATllKE DE LA SVRPACE;

1*> + 17*> 77 centigrades.

TEMPÉRATURE DU ï^»Di

+ 2° 88 centigrades.