TRANSGRESSION DE LA MER CARBONIFÈRE

Nous arrivons enfin à la grande transgression de la mer carbonifère dans le centre de la France, à laquelle l’arrivée momentanée de la mer frasnienne avait servi de prélude, Dans la région qui nous occupe, le terrain tournaisien est le premier que l’on rencontre. Le Morvan s’affaisse tout entier. La mer carbonifère venue du nord dépose des sédiments identiques aux calschistes de Tournai, et çà et là des lentilles de marbre noir crinoïdique comme celui de Cussy. Le Plateau Central reste émergé; la séparation des deux régions coïncide encore de nos jours avec la dépression qui les sépare, et que l’on a ulilisée pour lélablissement du canal du Centre.

Dès laurore de l’assise de Chanxhe, à l’époque du calcaire d’Yvoir, un mouvement de bascule s’accomplit. Le Morvan se soulève; une formation continentale, composée de poudingues et de grès anthracifère, s’étend gra-

(4) Julien, Association française pour l'avancement des sciences. Congrès de Clermont, 1876.

(2) Julien, C. R. Acad, des Sciences: 4 avril 18$SL. Bureau, 3, S, G. Æ, 2 série, &. XVI p. 822, ÿ) C1 lard, 3, S. G, FF, 2° série. t XXIV, P. 12#.

duellement à la surface des calschistes marins émergés qu’elle recouvre entièrement. Le Plateau Central, situé au sud de l'axe Digoin-Chagny, s’affaisse à son tour, et la mer de Chanxhe-Visé le recouvre jusqu'au parallèle de Clermont-Ferrand. Les rivages de cette mer dessinent une orande courbe à concavité tournée vers le nord, courbe jalonnée sur son parcours par Evaux (Creuse), Ferrières (Allier), StGermain-Laval et Néronde (Loire), et le Gouget (Rhône). Des récifs d’hydrozoaires identiques aux récifs belges du même âge, tels que les Pauquys, Waulsort, Anseremme, s'établissent çà et là. La Creuse se relève après l'édification du récif du Chat-Cros, et se couvre à son tour d’un voile superficiel de poudingues et de grès. Mais la mer persiste partout ailleurs et se maintient jusqu’à la fin de la période carbonifère marine. Ce n’est qu'après le développement des belles faunes de PArdoisière et de Régny que le Plateau Central s’exhausse, s’'émerge et que l'érosion étale à sa surface la puissante formation du grès anthracifère du Beaujolais, du Roannais et du Bourbonnais.

Cette transgression de la mer se révèle avec une netteté saisissante quand on examine le substratum qu'elle à recouvert de ses dépôts. Dans la Nièvre, les calschistes s'appuient sur les quartzites et les schistes cambriens. Dans la Creuse, à Evaux, le marbre waulsortien et les schistes qui l’encaissent sur les rives du Chat-Cros, reposent directement sur les stéaschistes du terrain primitif, Dans le Beaujolais, dans le Rhône et dans la Loire, le substratum est formé par les schistes, micacés, chloriteux et amphiboliques; enfin, dans l'Allier, par les ardoises cambriennes de l’Ardoisière et de Ferrières,

Cette transgression a-t-elle dépassé de beaucoup la limite des rivages que nous avons tracée plus haut? Cela nous parait peu probable, car nous retrouverions certainement des roches carbonifères en grand nombre, dans les brèches et poudingues des bassins houillers de la France centrale, ce qui n’est pas. Il semble donc que la partie septentrionale du Plateau Central ait seule été immergée.

L’affaissement du Plateau Central s’est propagé dans toute la France dès l’époque chanxhienne. Nulle part, en effet, comme nous Pavons vu plus haut, on n’a trouvé de traces de la faune pure et exclusive de Tournai, sans aucun mélange de fossiles viséens. La faune chanxhienne apparaît partout à la base. Partout, en même temps, on constate le maintien de la mer jusqu’à la fin du viséen inclusivement. La transgressivité des dépôts carbonifères à été sur tous les points signalée par MM. Dalimier, Barrois, Œbhlert, Bergeron, ete. Elle se montre partout aussi nette que dans nos régions.

Mais cette transgression ne s’est pas bornée à la France. Elle s'est effectuée en même temps et à la même date dans l’Europe entière, en Angleterre, en Allemagne et en Russie. C’est là l’un des plus beaux exemples d'invasion marine que nous offre l’histoire de la géologie. La Belgique elle-même n'y a pas échappé. Les dernières recherches ont amené, comme nous lavons déjà vu, la découverte de l’'Etage tournaisien dans les environs de Huy, de telle sorte

que la mer au début recouvrait sans discontinuité tout le pays belge compris entre Tournai à l’ouest et Huy à l’est. Mais à Boulogne et à Visé, le Viséen seul existe, etil repose transgressivement sur le Dévonien.

La transgression se manifeste donc ici par l’extension de la mer à gauche, et à droite du golfe touraaisien jusqu’à ces localités. Notre opinion diffère, comme on le voit, de celle récemment exposée par M. l'abbé Bourgeat au Congrès de l'Association française de Caen (1894). Il nous est impossible, en nous basant sur la connaissance du Carbonifère marin de la France centrale, de considérer le Tournaisien et le Viséen comme des formations synchroniques et équivalentes. Ces deux étages sont réellement distincts. IIS se sont succédé dans le temps. Nous sommes pleinement d'accord avec les géologues belges sur ce point. Mais où nous nous éloignons d'eux et où nous nous rapprochons partiellement de l’idée émise par le savant professeur de l’Institut catholique de Lille, c’est en donnant notre pleine et entière adhésion au synchronisme du Carbonifère marin du Boulonnais et du petit massif de Visé, ainsi que nous avons été amené à le faire dans la France centrale pour lArdoisière et Régny, et notre opinion recoit un appui décisif de l'existence à Visé même de fossiles éminemment chanxhiens ou waulsortiens tels que Spirifer striatus et Euomphalus pentangulatus.

ESSAI DE PARALLÉLISME ENTRE LES TRANSGRESSIONS MARINES DES ÉPOQUES CARBONIFÈRE ET HELVÉTIENNE.

Le parallélisme que nous allons tenter d'établir entre ces deux grandes transgressions repose sur les quatre ordres de faits suivants : 1j Mode d’invasion de la mer; 20 Cause identique qui a amené son refoulement; 3 Concomitance de l’activité éruptive; 4 Apparition de glaciers dans les Alpes herecyniennes et pliocènes.

Mode d'incasion de lu mer. — De mème que la mer helvétienne n’a pas envahi brusquement l'Europe, mais a procédé préalablement à la création de solfes burdigaliens, trahissant un affaissement graduel, lent et intermittent des terres basses aquitanieanes qui avaient succédé à l'extension de la mer tonerienne ; de même la transgression carbonifère a été précédée après la tentative de la mer frasnienne, par la pénétration de golfes tournaisiens, dans le Morvan ; au sud-est de Pfrlande, à Hook-Point; et à Malowka-Marajevna. La seule différence à signaler est que la mer carbonifère venait des régions septentrionales de l'Europe, tandis que la mer helvétienne arrivait du sud et de l’ouest.

Cause du refoulement des mers. — Dans les deux cas, celte cause est due à l'action de prodigieux ph'nomènes orogéniques qui ont abouti au surgissement de la chaine hereyaienne d’une part, et de la chaine des Alpes d’autre

part. Nous nous bornons ici, bien entendu, à signaler les effets visibles de cette action, seuls accessibles à l’observation, sans en aborder la cause profonde

. A ; à . SE | toujours la même sans doute et toujours agissante, mais cause aussi mvstérieuse dans l’état actuel de la science que l’origine même de la vie et de son évolution à travers les âges.

Concomitance des phénomènes éruptifs. — Dans les deux cas encore, le paroxysme de l'activité éruptive s’est joint au paroxysme orogénique. Il a semé l'Europe à l’époque carbonifère de la nombreuse variété des Porphyres, avec émission de puissantes eaux thermales qui ont apporté de la profondeur tant de minerais variés; et à l’époque tertiaire, il a créé ces innombrables volcans aujourd'hui éteints, formés de laccumulation des Trachytes, des Phonolites, des Andésites, des Domites et des Basaltes.

Apparition de glaciers. — Enfin, si des hautes altitudes atteintes par les Alpes pliocènes et les grands volcans éteints, n’ont pas tardé à rayonner d’immenses glaciers qui ont au loin déposé leurs moraines et créé par leur fusion la colossale formation des Alluvions anciennes avec enclaves morainiques et bancs de lignite ; en retour, des sommets de la chaîne hercynienne et spécialement du chaînon alpestre du Plateau Central, de pareils glaciers se sont étalés jusqu’au pied et ont donné naissance au terrain houiller supérieur de cette région. Mais ces alluvions carbonifères, à enclaves de brèches glaciaires et de bancs de houille sont aujourd’hui considérablement réduites par l'érosion. Ce ne sont plus que des lambeaux plissés, faillés, où parfois engloutis sous le gneiss et le micaschiste renversés sur eux, pendant que la chaîne aux sommets alpestres a disparu à son tour.

Je ne reproduirai pas ici les preuves de lorigine glaciaire des formidables brèches de nos lambeaux houillers supérieurs de la France centrale. Je crois les avoir suffisamment exposées dans des publications antérieures M, Mais on me permettra d’insister néanmoins sur la réelle existence, au début de la période houillère supérieure, des conditions nécessaires à Papparition et à lextension de puissants glaciers.

CONDITIONS NÉCESSAIRES A LA CRÉATION ET AU DÉVELOPPEMENT DES GLACIERS EN GÉNÉRAL.

Ces conditions sont au nombre de trois, savoir : {9 Un climat chaud, égal et très humide; 2° de vastes mers constituant l'appareil évaporateur nécessaire ; 3° de très hautes montagnes formant l'appareil condenseur et subsidiairement l'existence dans les hautes altitudes des chaînes, de vastes bassins de récep-

() Voir l'Index bibliographique.

tion et d’accumulation des neiges. Or, toutes ces conditions étaient largement réalisées au début de la période houillère supérieure.

Climat de l'époque houillère supérieure. — L’uniformité générale et l'extrême humidité du climat houiller nous sont révélées par la profusion inouïe des Fougères arborescentes, seuls végétaux anciens que nous pouvons comparer à la flore actuelle. Pour établir ce résultat aux yeux des géologues, nous croyons ne pouvoir mieux faire que de consulter le savant ouvrage de Grisebach, sur la végétation du globe. Voici ce que nous y lisons, par exemple, dans les chapitres consacrés à la flore de l’Inde orientale, de Java et de la Jamaïque :

« Les Fougères arborescentes exigent un climat possédant des pluies abon- » dantes et une chaleur tropicale uniforme....... A partir des jungles de PHi- » malaya indien, les Fougères arborescentes accompagnent les climats humides » de l’Inde postérieure jusqu’à la zone équatoriale de l'archipel où elles aug- » mentent en variétés. A Java, elles habitent, variant en espèces, les massifs » montagneux aussi hauts qu’ils sont boisés, c’est-à-dire jusqu'aux sommets » 390-2,631 mètres). De même dans les Philippines, elles ne commencent à se » montrer qu'au delà du niveau de 325 mètres, notamment dans les jungles où » l'humidité atmosphérique est très considérable. Dans la majorité des cas, » leur tronc svelte a peu de hauteur et w’atteint guère la couronne des essences » dicotylédonées par lesquelles il est ombragé. Les vaisseaux rayés propres » aux Fougères et qui remplissent leur corps ligneux contribuent, sans doute, » à la flexibilité élastique de ce dernier qui est d’ailleurs assez solide. L'espèce » la plus fréquente dans la région inférieure de Java, figurée par M. Junghuhn » (Alsophila contaminans), v’atteint que 3 à 5 mètres de hauteur, et sa rosette » terminale, composée de pennes finement foliacées, s'étend en arc doucement » voûté pour former un dôme dont le diamètre égale la hauteur du tronc. Il est » toutefois remarquable que ce soit précisément une des plus grandes Fou- » gères arborescentes, mais à tronc fort mince par rapport à une hauteur de » 13 à 16 mètres (A/sophila lanuginosa), qui se trouve positivement limitée à la » région forestière supérieure de Java (2,274-2,923 mètres). Comme à celte » altitude la température n’a plus qu'environ 10° et qu’au-dessus de la région » des nuages (2,436 mètres) Phumidité diminue également, nous nous trouvons » ici devant une valeur-limite climatérique atteinte par les Fougères arbores- , valeur qui, correspondant à la présence de cette forme de plantes » sous des latitudes plus élevées de lhémisphère austral, doit être prise en » considération quand il s’agit d'apprécier les conditions physiques qui ont dû

» centes

» se réaliser à l’époque de la formation carbonifère, lorsque des formes végé- » tales d’une organisation analogue prédominaient sur le globe entier. La pré- » sence des l'ougères urborescentes fait toujours supposer celle d’une humi- » dité intense, lant aqueuse dans le sol que gazéiforme dans l'atmosphère. On » peut s'attendre à trouver ces végétaux là où les forèts ou les montagnes

» accurmulent ét condensent la vapeur aqueuse apportée par de vastes surfaces

» maritimes et où domine cette température uniforme qui rend possible une » végétation non interrompue, tandis que les degrés de température qu’exige » cette végétation varient dans des limites plus étendues ", »

Et plus loin, à propos de la végétation de l’île de la Jamaïque : « Tandis que » la température baisse, l'humidité va toujours en croissant en sens vertical, » jusqu'à Paltitude que la région des nuages atteint dans les montagnes Bleues » (1,527-2,143 mètres) où, pendant toute lPannée, chaque jour les vapeurs » aqueuses se condensent après les heures de la matinée, et se précipitent en » pluie après midi. Alors ce ne sont que les sommets les plus élevés qu’on » voit percer cette couche de nuages dans le domaine desquels la température » descend déjà au-dessous de 15°, grace aux obstacles qui s’opposent à l’inso- » lation. Nous trouvons au même niveau où la culture du Cafier est encore » pratiquée, une ceinture forestière séparée (1,218-1,818 mètres), consistant » presque exclusivement en Fougères arborescentes. On voit, à la vérité, des » individus isolés descendre plus bas dans la forêt à essences angiospermes, » même sur les collines de la côte septentrionale; mais ce n’est qu’à ces alti- » tudes qu’elles se réunissent en masses parfaitement délimitées, où les troncs » les plus grands atteignent une hauteur de 16 à 20 mètres. M. Œrsted fait » observer que, sur le globe entier peut-être, il n’est point d’endroit où les » Fougères arborescentes se présentent à l’état social comme ici, et où, en » refoulant tout le reste de la végétation, elles reproduisent pour ainsi dire le » tableau des époques anciennes du monde passé. Elles ne sont accompagnées » que par deux conifères (Juniperus barbadensis et Podocarpus coriaceus), par » quelques arbustes tels que des individus isolés d’Ericées, de Mélastomacées » et d’un Viburnum, ainsi que par un genre endémique voisin des Cornées » (Fadyenia). En outre, les Epiphytes ne font point défaut, et cependant, parmi » ceux-ci également prédominent les Fougères herbacées et les Lycopodiacées. » Les orchidées ne sont représentées que par des formes à petites fleurs (Le- » panthes, Stelis) , »

Ces citations du célèbre ouvrage de l’ancien professeur de Gôttingue, nous font exactement connaître les vraies conditions d'existence des Fougères arborescentes dans le monde actuel. Elles mettent fin à la légende si populaire qui nous montre la forêt houillère s'étendant à perte de vue sur des terres basses, marécageuses, le plus souvent inondées, sans montagnes à l'horizon.

L’uniformité et l'extrême humidité du climat brûlant de la période étant ainsi établies, il faut en rechercher la cause. Or, celle-ci ne peut résider comme à l’époque actuelle que dans l'existence de vastes mers. Mais tout le monde sait qu’il y a vingt ans à peine, on ignorait d’une manière absolue l’existence et par suite l'emplacement de l’océan houiller.

(1) A. Grisebach. La végétation du globe, ete. Traduction P. de Tchihatchef. T. I, p. 20-22 (Domaine indien des moussons). 1878.

(2) Id. Ibid. T. II, p. 513. (Indes occidentales, Jamaïque). 1878.

Océan houiller. — La découverte de la mer houillère dont les rivages sont encore loin d’être connus, est done une des plus récentes et des plus belles conquêtes de la science moderne. Elle à été révélée en France en 1881 seulement par M. C. Grand’Eury dans une Note à l’Académie des sciences qui produisit à son apparition une réelle émotion dans le monde géologique M. L’année suivante, notre distingué collègue, M. Ch. Barrois faisait connaître les dépôts marins houillers d'Espagne dans son bel ouvrage sur les Asturies. Puis M. Gemmellaro annonçait bientôt la découverte dans la vallée du Sosio, près de Palerme, de dépôts pélagiques permiens à Fusulines et à Céphalopodes. Il résulte encore, tant de découvertes faites antérieurement à la Note de M. Grand’Eury et qui avaient passé inaperçues que d’autres faites postérieurement, que Océan houiller enveloppait PEurope centrale et occidentale transformée en région alpestre. Ainsi les dépôts houillers marins ont été découverts par Tietze en Carinthie, par Stache dans la Carniole et les Alpes méridionales, par Teller à lile de Chio, par Neumayr en Asie-Mineure. L'Océan houiller a encore été signalé au Caucase, en Perse, en Asie à Wladiwostock, dans les provinces de Shansi et de Yunnan en Chine, au Japon, à Sumatra et à Bornéo. Ajoutons à toutes ces données la connaissance du Carbonifère russe portée au Congrès de Paris en 1878 par M. de Moeller; puis la mention des lits marins à fossiles littoraux ou pélagiques intercalés dans le houiller moyen de Belgique et du nord de la France, d'Angleterre et de Westphalie, ce qui indique à coup sûr l'existence de la mer dans les régions septentrionales voisines, et lon admetlra sans peine, par la seule considération de cette vaste mer entourant Pile alpestre allant de la Bretagne à la Bohôme, de la Belgique au Plateau Central et aux Pyrénées, et sans faire appel à de vaines hypothèses, les sources vérilables de cette humidité extrème, de ces précipitations abondantes qui régnaient dans le elimat chaud et uniforme de l’époque houillère supérieure.

Alpes hercyniennes. — Reste enfin l'appareil condenseur. Il était formé par les Alpes hercyniennes auxquelles on n’accordait qu’une attention distraite il y a vingt-cinq ans, mais dont les magnifiques travaux d’Edouard Suess, de Neumayr el de M. Marcel Bertrand ont désormais mis en relief Pimportance capilale. À quelle hauteur s'élevait le chaînon du Plateau Central? Aucune étude n’a été encore réalisée dans cette direction. Mais si l’on en juge par l'énorme puissance des matériaux détriliques arrachés par l'érosion, l'altitude devait être de plusieurs milliers de mètres.

Nos lambeaux houillers ont en effet des épaisseurs énormes dont on peut se faire une idée par les chiffres suivants :

Bassin houiller de Saint-Etienne. .…....... 2,450" d'épaisseur.

— CAT 1%909 de Brassac......:....... 1.800 — de Langeac....,:,....… 800 —d’Autun et Epinac........ 1.470 —

D Grand'Eury Sur l'âne du {

alcaire carbonifére de l'Oural central. C. R. A. Sc. 19 décembre 1881.

Mais nous connaissons déjà la hauteur du chaînon hereynien belge. Elle a été évaluée par MM. Briart et Cornet à 5,000 ou 6,000 mètres (), Dans la chaîne des Apalaches, d’après M. de Margerie, les anticlinaux des terrains primaires devaient atteindre 6, 7 et 8 kilomètres au-dessus de leur base ©,

Les Alpes du Plateau Central devaient posséder une hauteur comparable. Toutes les conditions nécessaires et indispensables à la production de glaciers de montagnes se trouvaient donc réunies à un haut degré dans le Plateau Central au début de la période houillère supérieure. Or, la preuve de ces glaciers est faite, sans doute possible par l'existence de brèches formidables à caractères exclusivement glaciaires, à la base ou enclavées dans l'épaisseur et au même niveau de tous nos lambeaux houillers. Toutefois, on peut se demander encore si l'élévation de la température à l’époque houillère n’était pas un obstacle à l’existence de tels glaciers. Un coup d’œil jeté sur le monde actuel nous démontrera la nullité d’une objection de cette nature.

MM. Briart et Cornet font remarquer dans leur beau mémoire que les monts Kénia et Kilimandjaro, situés dans l'Afrique équatoriale, entre l'équateur et le quatrième degré de latitude sud, sont, grâce à leur altitude de 5,500 mètres et de 6,000 mètres couverts de neiges éternelles. — L'absence de glaciers tient seulement à l’absence sur ces montagnes isolées et coniques de bassins de réception des neiges. D’après Humboldt, sur le versant nord de l'Himalaya, sous le 30° parallèle, celui du Caire, la limite inférieure des neiges éternelles se trouve à 3,900 mètres. Les glaciers immenses qui s’en échappent descendent jusque dans le voisinage des forêts de palmiers. D’après Darwin, à la Terrede-Feu, par 46° latitude sud, celle de Genève, des glaciers nombreux dont un de 25 kilomètres de long et de 15 kilomètres de large, atteignent le golfe de Pénas et produisent par leur rupture des icebergs. — Enfin d’après Lindsay, à la Nouvelle-Zélande, dans l'ile méridionale sur la côte de Canterbury, à l’ouest, par 43 latitude sud, celle de Florence en Italie, le grand glacier de Cook descend des Alpes zélandaises jusqu’à 163 mètres au-dessus du niveau de la mer. Son front pénètre dans une forèt de Myrtacées avec Fougères arborescentes el Cordyline. Le Palmier Areca n’en est pas éloigné non plus. On ne saurait donc s'étonner de l’existence dans la France centrale de puissants glaciers à l’époque houillère supérieure, car les conditions nécessaires à leur apparition, à leur maintien et à leur extension s’y trouvaient toutes réalisées.

Du reste, les géologues pourront se convaincre de leur réalité en allant étudier sur place ces brèches, et particulièrement celles du mont Crépon, que Grüner considérait en 1847 comme des brèches d’éboulement, dans l'ignorance où lui-même et tous ses contemporains d'alors (je parle des géologues français) étaient à cette époque de la nature des caractères glaciaires. Celui qui de nos

(1) Cornet et Briart. Sur le relief du sol en Belgique après les temps paléosoïques. Mém. Soc. G. B. TEAVE

(2) L'Ardenne, par M. Gosselet. Compte-rendu par Emm. de Margerie. Ann. géol. univ. T. V, p. 698 699. 1888.

jours rejetterait à priori l’origine glaciaire des brèches colossales enclavées dans nos lambeaux houillers de la France centrale, malgré la netteté de ces caractères, se verrait, à notre avis, acculé à la nécessité de rejeter la permanence et la continuité des lois physiques dans le passé de la Terre. Il serait obligé de nier l’abaissement graduel de la température suivant l'altitude, ou bien de nier encore la transformation de la neige en névé et du névé en glace. Nous refusons d'admettre que de telles négations puissent trouver longtemps crédit à une époque où la géologie est cultivée avec une ardeur aussi passionnée par un nombre de plus en plus grand d’observateurs, ennemis déclarés des vieux préjugés d'école, avides de toute vérité nouvelle.

Ici se terminent les observations que nous avions à présenter relativement à nos glaciers houillers, lun des phénomènes les plus grandioses de la période carbonifère.

Nous n’ajouterons plus qu’un mot pour terminer. La mer, chassée du Plateau Central par le soulèvement hercynien n’y est revenue, arrivant cette fois de l'est, qu'à la fin de la période triasique. La date de son retour a été fixée, gräce à une heureuse découverte accomplie en 1875. Un très distingué géologue, M. Pellat, a constaté comme nous l’avons vu dans le cours de cet ouvrage, des traces de fossiles marins, Natices, Myophories et Avicules, coquilles littorales gisant dans un banc de dolomie rose, vers le haut du keuper de la montagne de Drevin, près de Couches-les-Mines dans la Saône-et-Loire.