FUSION PRIMITIVE DU GLOBE ET PYRÔSPHERE

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Presque tous les géologues admettent les deux propositions suivantes :

i® Notre globe a été soumis à une très-haute température, tellement que tous les matériaux solides étaient alors à Tétat liquide ou gazeux ; — ceci, antérieurement à la formation des terrains de sédiment et à Tapparition des premiers êtres organisés ;

2° L'intérieur de notre globe possède encore aujourd'hui une température très-élevée qui le maintient à rétat liquide ; une mince épaisseur à la surface du sphéroïde est seule solidifiée.

L'intérieur liquide et incandescent se nomme la pyrosphère. L'épaisseur solide extérieure se nomme la croûte terrestre.

Le plus grand nombre des géologues tiennent ces deux propositions poiir certaines ; tout au moins, spéculent, se basent sur elles, comme si elles étaient absolument établies, afin d'édifier des théories. Cependant elles sont loin d'être démontrées ; même la seconde proposition est devenue très-improbable par le fait de travaux récents.

FLUIDITE ORIGINELLE. 231

Dans presque tous les traités de géologie on trouve des arguments -en faveur des deux propositions. J'ai recueilli ceux qui sont venus à ma connaissance; je vais les résumer, montrer leur peu de valeur et exposer brièvement les raisons contraires.

Arguments en faveur d*un état originel de fusion de la planète :

i** Suivant la théorie cosmogonique de Laplace, la matière de notre planète a fait primitivement partie d'une masse gazeuse qui comprenait toute la substance des astres du système solaire ; notre globe a été- liquide, comme état intermédiaire entre Fétat gazeux et Tétat actuel ;

2** La forme ellipsoïdale de la terre prouve sa liquidité originelle;

30 Le sol primordial , c'est-à-dire antérieur aux terrains de sédiment, est d'origine ignée : les roches qui le composent sont des liquides devenus solides par le refroidissement ;

4° Les matériaux de la croûte terrestre sont superposés dans l'ordre de leurs poids spécifiques ;

5° Le globe est encore liquide à l'intérieur. , Arguments pour l'existence de la pyrosphère :

1** Le globe a été originellement fluide en totalité;

2^ Les volcans sont des évents, des soupapes de sûreté; qui communiquent par le bas avec la pyrosphère; l'existence des volcans prouve l'existence de la pyrosphère;

3*» Les matières vomit s par les^ volcans aux an-

ciennes époques géologiques avaient moins de densité que les matières récemment vomies; cette densité croissante montre que la croûte terrestre va s' épaississant, car les liquides de la pyrosphère sont superposés par ordre de densité décroissante ;

4® On voit la température croître à mesure qu'on descend plus profondément dans le sol ; ceci est bien prouvé par les travaux des mines, les puits artésiens, les sources thermales;

5* Les exhaussements et les affaissements répétés de portions de la surface du globe, les plissements, les ruptures des terrains prouvent la liquidité intérieure du globe ;

6^ La surface terrestre est constamment allée se refroidissant pendant les époques géologiques successives; à preuve les fossiles indiquant des climats chauds, qu'en trouve dans les régions arctiques, aujourd'hui glacées.

Fusion primitive du globe. — Le premier des arguments émis^ en faveur de la fusion primitive du globe est le plus puissant des cinq. La théorie cosmogonique de Laplace a pour elle le grandiose qui s'attache aux vastes idées ; — l'idée est vaste dans l'espace et vaste dans le temps. Elle a pour elle, en dehors de cette poésie qui la rend populaire, — un aspect de certitude mathématique imposant aux yeux des hommes de science, parce qu'elle émane du grand mathématicien Laplace. Elle s'étaye encore des renommées de Kant et d'Herschell ; — car chacune de

ces trois vigoureuses intelligences a contribué pour une part à la théorie cosmogonique qui , en France, porte le nom de Laplace. Je ne Texpose pas ici, parce qu'elle est très-connue ; on la trouvera dans la plupart des traités d'astronomie et de géologie; je renvoie notamment au livre de Laplace : Exposition du Système du monde (1) et au livre La Terre, de M. Elisée Reclus (2). Cependant Laplace n'a pas donné sa théorie comme un fait démontré ; il ne l'a émise que comme une hypothèse qui attend des vérifications ultérieures; il ne l'a présentée qu'avec défiance; ce mot est.de lui. Sans doute, elle explique nombre de phénomènes astronomiques ; mais elle n'explique pas l'origine dès comètes et elle se trouve en contradiction avec le mouvement rétrograde des lunes d'Uranus. En outre, cette théorie n'est pas la seule qu'on puisse imaginer afin de satisfaire à la distribution et' aux mouvements des corps célestes. Parmi les*autres hypothèses qu'on peut construire, j'en vois une qui, si elle était développée, expHquerait tout ce qu'explique la théorie de Laplace, et encore plusieurs autres faits importants, tels que Tincandescence durable du soleil, la lumière zodiacale (3), la chute d'aérolithes sur la terre. Elle consisterait à supposer que l'espace était, à l'origine, parsemé 4'aérolithes, de petits corps indépendants et gravitant chacun dans leur orbe, pourvus ou non d'atmosphère, — lesquels se sont attirés, ren-

(1) Note à la fin du volume.

(2) Premier volume, page 18 et suivantes.

(3) Voyez Liais, L'Espace céleste, cha~p. vu,

contrés, agglomérés en sphères, et continuent à tomber sur le soleil et sur les planètes.

Je ne crois pas que la science de l'astronomie soit assez avancée pour que, dès aujourd'hui, on puisse établir une bonne théorie cosmogonique ; j'entends par là une théorie qui serve utilement de base pour construire d'autres théories. Peut-être le pourra-t-on quand on aura -résolu quelques-unes des questions à l'étude : la nature des comètes, l'anneau de Saturne, la lumière zodiacale, les températures des espaces stellaires, la composition des atmosphères lumineuses des étoiles, les nébuleuses, etc.

Laissons ce sujet. Le premier argument en faveur de la fusion originelle du globe n'est pas probant, puisque nos vues cosraogoniques sont incertaines.

Le second argument, relatif à la forme ellipsoïdale du globe, a été, je crois, réfuté dans le premier chapitre du présent travail.

Le troisième argument fait appel à l'origine ignée des roches des couches les plus profondes des terrains.

Les géologues qui acceptent la fluidité originelle de la planète , s'entendent très-bien pour classer les terrains en deux grandes divisions : les terrains formés par voie de sédiment, — et, au-dessous, les terrains primordiaux, lesquels représenteraient la première pellicule de la croûte terrestre. Mais ils ne s'entendent plus dès qu'il s'agit de dire quelles roches composent le terrain primordial. IJn grand nombre, à

la suite de Werner, disent : — Le terrain primordial, c'est le granité; — d'autres, à la suite de Gordier, disent : Le terrain primordial se compose des schistes cristallins.

Aux partisans du granité on oppose deux objections insurmontables : 1^ le granité ne peut pas être une roche d'origine ignée ; — dans la plupart des granités, le feldspath forme des cristaux empâtés dans le quartz; or, dans une masse fondue, le feldspath, plus fusible que le quartz, aurait dû se solidifier après celui-ci ; — le granité contient aussi diverses substances qui n'eussent pas supporté une haute température ; 2^ des roches granitiques ont été formées . même durant des époques géologiques très-récentes, cai' on trouve des fragments de calcaires d'origine tertiaire englobés dans des pâtes de granités.

Aux partisans des schistes cristallins on oppose des raisons tout aussi péremptoires : *— dans le gneiss, qui forme la base des schistes cristallins, on a trouvé une plante fossile, Vequisotum Sismondœ; une coquille, Veozoon canadense^ a été découverte dans des roches calcaires recouvertes elles-mêmes par des couches de gneiss et d'autres schistes cristallins ; — en outre, le gneiss renferme des corps étrangers, des nodules, lesquels ont souvent l'apparence de fossiles dénaturés par voie de métamorphisme. Que l'on s'obstine à nier l'authenticité de Vequisetum Sismondœ et à contester la réalité de Veozoon canadense^ — il n'en est pas moins constant que le terrain laurentien et divers terrains d'Eu-

rope montrent, au-dessous de schistes cristallins, des couches calcaires puissantes, lesquelles sont certainement d'origine antérieure et sont certainement de formation sédimentaire.

S'il y a des roches primordiales , elles nous sont totalement inconnues ; ainsi , ■ le troisième argument est sans valeur.

J'ai tiré le quatrième argument du Traité de Géo^ logie de M. Gontejean (1). Je rétablis le texte. Parmi les « preuves du feu central et de la fluidité ignée originelle de la Terre, » il donne, comme quatrième « preuve » : — « Le tassement et la disposition des •matériaux de Técorce solide dans Tordre de leur poids spécifique, et Taugmentation de la densité dans les couches profondes. » Ce texte n'est pas très-clair. L'idée fondamentale me paraît être celle-ci :

Alors que la sphère était entièrement fondue, les liquides les plus lourds occupaient le centre du globe, et les plus légers la surface. La croûte terrestre s'est en premier lieu formée des liquides les plus légers, — et, devenant plus épaisse, elle s'est augmentée de la solidification de liquides de plus en plus denses. Ainsi, les matériaux de la croûte terrestre seraient superposés dans l'ordre de leurs densités décroissantes.

Sans doute, M. Gontejean ne veut pas parler des terrains déposés par voie de sédiment. Ceux-ci ne

(1) Gontejean (Ch.), Eléments de Géologie et de Paléontologie^ Paris, 1874, page 114.

prouveraient rien ; et l'on sait très-bien qu'ils ne sont pas superposés suivant Tordre des poids spécifiques : la craie est moins dense que les calcaires et les grès tertiaires qui la recouvrent. Il ne doit avoir en vue que les seuls terrains primordiaux. Mais, comment reconnaître leurs densités respectives et leur ordre de superposition, puisqu'on ne sait même pas s'ils existent? — M. Gontejean convient qu'ils nous sont inconnus, car voici comment il s'exprime dans son même traité (1) :

« Quelque douloiureux que puisse être l'aveu pour un géologue, il faut bien convenir que nous nous trouvons dans l'impossibilité de désigner actuellement les terrains constitués par le refroidissement direct de la planète. »

A son cours de l'École de médecine de Paris, M. Wurtz nous contait plaisamment qu'un ancien professeur de chimie, M. Francœur, commençait ainsi ses leçons siir les métaux : — « Les métaux se divisent en trois classes : métaux solides, métaux liquides, métaux gazeux. Sont métaux solides, tous les métaux, excepté le mercure. Métaux liquides, le mercure. Métaux gazeux, il n'y en a point. » La classe des terrains primordiaux des géologues offre une grande affinité avec la classe des métaux gazeux de M. Francœur. Il faut convenir, à l'honneur de ce dernier, qu'il ne semble pas avoir jamais basé des argu-

(1) CoNTEjEAN (Ch.), Élèmehts de Géologie et de Paléontoiogîe, Paris, 1874, page 400.

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ments sur les propriétés des métaux. do la troisième classe.

Le cinquième argument pour la fluidité primitive du globe est tiré de Texistence actuelle de la pyrosphère. Je passe à Texamen des arguments allégués en faveur de la liquidité actuelle de Tintérieur du globe.

Pyrosphère. — Le premier est celui-ci : — Le globe a été originettement liquide en totalité. Nous venons d'apprécier la valeur de ce premier argument.

Le second est relatif aux volcans. Pour que les volcans prouvassent le pyrosphère il faudrait démontrer que leur existence est liée à celle de la pyrosphère. Parmi les nombreuses théories émises sur la cause des volcans» aucune n'est solidement établie ; et la tliéorie d'après laquelle les volcans seraient des soupiraux ouverts sur une mer liquide occupant l'intérieur du globe , tend de plus en plus à être abandonnée.

Les volcans actifs, au nombre d'environ cent soixante, 6-ouvrent tous sur les bords de la mer ou dans la mer elle-même, — à l'exception de quatre ou cinq qui, situés dans le centre de l'Asie , peuvent être approvisionnés d*eau par les bassins fermés de la région. Ce fait général devient absolument inexplicable si Ton veut voir dans la pyrosphère la cause des actions volcaniques. Comment les soupiraux ne s'ouvriraient- ils pas aussi bien loin des côtes ?

Si les volcans puisaient leurs laves dans un réservoir

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commun, ils seraient solidaires; on les verrait s'allumer et s'éteindre presque en même temps, sinon sur tout le globe, -au moins par larges groupes ; — ceux dont les bouches sont basses verseraient des laves avant les autres, et continueraient encore à en verser après ; — lorsque les volcans qui s'ouvrent à de grandes altitudes, comme ceux des Andes, seraient en éruption, des torrents de matières couleraient des volcans moins élevés. Certainement les volcans ne sont pas solidaires ; — certainement leurs laves ne proviennent pas d'un réservoir commun. Les volcans ne prouvent pas l'existence de la pyrosphère.

Le troisième argument est basé sur la densité croissante des matières émises par les volcans durant les époques géologiques successives. Puisque les volcans ne sont pas les bouches d'un réservoir commun, cet argument est sans valeur. Je n'insiste donc pas pour montrer : — que nous ne savons presque rien des volcans des époques anciennes ; — que le granité et plusieurs des roches considérées comme étant de nature éruplive, n'ont probablement pas eu cette origine ; — qu'on peut croire que chacune de ces espèces de roches se forme encore actuellement par métamorphisme dans les profondeurs du sol ; — qu'enfin , même en admettant leur origine éruptive et leur succefesion dans Tordre indiqué, ces roches ne possèdent pas l'ordre annoncé des densités croissantes.

En règle générale, plus on pénètre profondément dans le sol, et plus la température s'élève. Il convient

de remai^qaer que, soit par les travaux des mines, soit par les puits artésiens, l'industrie humaine n'est guère arrivée jusqu'ici qu'à la profondeur maximum d'un kilomètre, et que le plus grand nombre des observations porte sur des profondeurs notablement moindres.

L'accroissement de la température est extrêmement irrégulier. ANeuffen, dans le Wurtemberg, la température augmente d'un degré par chaque 10 mètres de profondeur. Dans les mines de l'Erz Gebirge, situées dans la même région que Neuffen, la température n'augmente que d'un degré par chaque 41 mètres de profondeur, c'est-à-dire pour des longueurs quadruples. Dans un puits artésien foré au Brésil', la température, loin de croître, diminue avec la profondeur. Il est rare que dans une même mine, ou dans un même puits, des accroissements égaux en profondeur correspondent à des accroissements égaux en température. Il est des mines où, passé un certain point, la chaleur paraît avoir tendance à rester stationnaire. On voit également la température s'accroître dans des galeries horizontales , et souvent avec une rapidité tout aussi grande que dans les forages verticaux.

En face d'irrégularités aussi considérables, on est naturellement amené à attribuer la chaleur de l'intérieur des terrains à des causes purement locales , telles que dés actions chimiques, des pressions, des transformations du mouvement ; — et cette idée est d'autant plus vraisemblable que les volcans eux-mê-

PYROSPHERE. m

mes, où la chaleur se manifeste à un plus haut degré , sont dus à des actions locales , — et point à une action générale, comme la pyrosphère.

Si la pyrosphère était la source commune de la chaleur des terrains , la température serait répartie avec une certaine régularité dans les couches terrestres. A des profondeurs égales correspondraient des températures sensiblement égales, — au moins pour les forages pratiqués sur les mêmes degrés de latitude. Si Ton veut que la croûte soif plus épaisse aux pôles qu*à Téquateur, — à égalité de profondeur, la chaleur devrait être plus grande à Féquateur qu*aux pôles. Et partout, dans toutes les régions du globe, on devrait voii* la température croître d'autant plus rapidement que la profondeur atteinte serait plus considérable.

Aucune de ces règles n'a été ni ne peut être constatée. Comment alors la chaleur des terrains démontrerait-elle l'existence de la pyrosphère î

Le cinquième argument est fondé sur les mouvements séculaires du sol, les plissements et les fractures des roches, phénomènes qu'on attribue à des révolutions de la pyrosphère. Cet argument ne serait une preuve de la pyrosphère que dans le cas où on ne pourrait pas concevoir les divers mouvements du sol en dehors d'une telle cause. Or, on conçoit très^ bien qu'ils se produisent de plusieurs autres manières. Mêmej ils se produisent avec un ordre tel qu'on est forcé de les rapporter à une cause déterminée et

très-différente. Pour plus amples éclaircissements sur cette question, je renvoie le lecteur aux chapitres III et IV du présent travail.

Le sixième et dernier argument fait appel aux flores et aux faunes caractéristiques de températures élevées, découvertes parmi les fossiles des régions à climats froids. Encore pour cette question, je renvoie à la lecture de mon VP chapitre.

Arguments contraires.. — Plusieurs savants ont émis d'autres considérations , lesquelles tendent à prouver que la pyrosphère n'existe pas '.

M. W. Hopkins a étudié quelles atténuations subiraient les phénomènes de la précession des équinoxes et de la nutation, dans le cas où la croûte terrestrq n'aurait qu'une faible épaisseur. Il a supposé, dit M. E. Liais (1), que la croûte terrestre possédait une rigidité absolue. 11 a dû supposer également, je crois, que la pyrosphèi'e possédait une mobilité absolue. De ses calculs il résulte que la croûte terrestre devrait avoir une épaisseur d'au moins 643 kilomètres (2), c'est-à-dire supérieure à la dixième partie du rayon, pour que les phénomènes de précession et de nutation s'accomplissent avec l'ordre de grandeur observé. M. Liais estime que si dans ce calcul on pouvait introduire les pertes de forces transformées en

(1) L'Espace céleste^ page 444.

(2) Lyell, Principes de Géologie, Paris. 1S73, U II, p. 261;