CB. XXIV. J NOUV£LLE-ÉGOSSE

arbres fossiles du terrain Houiller indique, entre Técorce et le bois et au profit de la première, une différence de durée que Ton peut encore obser\er chez des arbres actuels. Dans les forêts marécageuses de la Nouvelle-Ecosse, le Bouleau à canot [Betula papyracea) possède une écorce si dure, que sa forme extérieure présente souvent une apparence tout à fait saine, tandis qu il n'existe en réalité qu'un cylindre vide dont tout le ligneux a disparu par la décomposition. Dans ces circonstances, la portion submergée ne tarde pas à se remplir de limon.

D'après M. Dawson, Tmi des arbres fossiles en position verticale des South Joggins présentait la structure des Araucarias; certains Conifères de la période houillère ont donc crû dans les mêmes étangs que les Sigillariées, comme on voit aujourd'hui des Cyprès, par exemple le Taxodium disiickum^ abonder dans les marécages dek^b^iç1fMië<f[r assez près de la mer. /rS^ ** ''*'

Les forêts carbonifères ensevelies W0l||s}imi)dB^iaËY) des hautes marées nous fournissent ul^e ^re preuve ^1^^ lenteur avec laquelle s'est opéré renfouisS^^t;^ce soiÀ'Ie»^ Spirorbes ou Serpules (fig. 497) que l'on trouveTixéës rl'extérieur du tronc ou de la tige d'arbres verticaux, et quelquefois même à l'intérieur de l'écorce. Ainsi recouverts d'innombrables annélides marins, ces arbres me rappellent de grands roseaux [Arundinaria macrosperma) que j'ai vus en 1846 à l'extrémité du delta du Mississipi, et qui, bien que d'eau douce, étaient couverts de balanes. Ces roseaux, sur une étendue de plusieurs hectares, avaient péri par l'envahissement des eaux salées, à une époque où la mer s'était un instant avancée de nouveau sur l'espace précédemment enlevé par la rivière. Leurs tiges restaient encore debout dans la vase molle, montrant ainsi comment des Sigillariées creuses, mais supportées par de fortes racmes, avaient pu résister à l'irruption de la mer.

Dans la baie de Fundy, les hautes marées, qui s'élèvent à plus de 18 mèti*es, minent et entraînent sans discontinuité la

98 LA HOUILLE, OtJ GROtPE CARBONIFÈRE. ^ (Co. XXlV.

base des falaises ; elles mettent ainsi à découvert, tons les trois ou quatre ans, de nouveaux arbres fossiles en position verticale. 11 est bien connu que ces arbres sont répandus sur un espace de 8 ou A kilomètres du Nord au Sud, et plus du double de l'Est à TOuest ; on les voit contre les berges des ruisseaux qui coupent le bassin houiller.

Au cap Breton, M. Richard Brown a constaté que le bassin houiller de Sidney présentait une épaisseur de 660 mètres, non compris le millstone-grit sous-jacent; il a déterminé les différents niveaux auxquels on rencontre des arbres en position verticale, Sigillaria, Lepidodefidron, Calamités^ et autres genres. Sur une seule étendue de 2i mètres, il a compté huit de ces troncs, munis encore de leurs racines et de leurs radicules, et disposés au même niveau. Des bandes de houille d'une épaisseur variable alternent dans la série stratifiée. On y rencontre une succession de quarante et un lits d'argile remplis de racines et de Stigmaria dans leur position normale; seize lits d'arbres maintenus verticalement reviennent à d'autres niveaux; on ne saurait donc contester l'existence primitive, dans ce bassin houiller, d'au moins cinquante - neuf forêts fossiles situées l'une au-dessus de Tautre (1).

Les coquilles fossiles du cap Breton, et celles de la Nouvelle- Ecosse (tome 11, p. 98), qui sont principalement des Cypris, Unio (?) , Modiola^ et un annélide appartenant probablement au genre Spirorbis (fig. 498), semblent indiquer une eau saumàtre ; mais nous ne serions point surpris de rencontrer, en suivant la même couche, soit un dépôt d'eau douce, soit un dépôt tout à fait marin ; cette rencontre dépendrait de la direction que nous aurions prise en montant ou en descendant le long de l'ancienne rivière ou du dépôt du delta.

Dans les couches que nous avons décrites ci-dessus, l'assofciation des argiles supportant des arbres verticaux, à d'autres lits contenant des coquilles marines et d'eau saumàtre, im-

(I) Gtol Quart. Mm , vol. II, p. 393; el vol. VI, p. na.

eu. XXIV.] NOUVELLE-ECOSSE. 99

pliqne des changements si souvent répétés de terres en mers et de mers en terres, qu'ici comme partout ailleurs peut-être, nous devions nous attendre à rencontrer des marques évidentes de la chute de pluies sur d'anciens rivages marins. Effectivement nous en avons observé, M. Dawson et moi, à différents niveaux ; mais les plus beaux échantillons de ce genre ont été recueillis par M. Brown près de Sidney, cap Breton. Ce sont des empreintes très délicates de gouttes d'eau sur des schistes verdâtres avec traces de vers («, ô, lig. 495) analogues à celles qui accompagnent ordinairement la repro-

FiG. 495.

FiG. 496.

Fia. 486b — E«pr«iiMM «a cranx d« gonitet 4e pluit, et traces de ver», «, b, sur tcbiste Tert de rëpoque Carbonifère, aa Cap Brelon, NouTelle-Ecosie. Grandeur naturelle.

Fks. 496. ~ Ennpreiates en relief de gouttes de pluie sur une portion de la même plaque, figure 496, Tue & n fiice infi^rleore qui reponit tmr un lit de scbisle arénecë. Graodear naturelle. — Les flèches représentent la direction supposée de Ja pluie.

duction des gonttes de pluie sur la vase récente de la baie de Fundy et d'autres plages actuelles.

Les empreintes représentées dans les figures 496 et 497 existent en relief à la face inférieure de deux couches qui gisent à deux niveaux différents ; l'une de ces couches consiste en grès schisteux, et repose sur un schiste ai^leux vert (fig. 405); l'autre est un grès à surface semblablement verruqueuse, et sur laquelle on remarque aussi de petites saillies longitudinales a, qui attestent d'anciennes crevasses

100 LA HOUILLE, OU GROUPE CARBONIFÈRE. l Ch. XAIV.

formées par le retrait de l'argile sous-jacente sur laquelle la

pluie est tombée; plusieurs des grès voisins sont ondulés.

La nature même de la végétation, et la continuité des

F 10. *97. — Empreintes en relief de gouttes de pluie ot de fissures de retrait a, ■ la face inférieure d'un Ut de gris; Cap Breton, NouTelle-Ecosse. Grandeur naturelle.

forêts sur des centaines de kilomètres, suffiraient pour établir la grande humidité du climat de la période houillère ; mais il n'est pas moins intéressant pour Ja science que l'on ait enfin rencontré des preuves aussi positives de la chute de pluies dont les gouttes ressemblaient pour la grosseur à celles qui tombent de nos jours. Ces faits nous permettent de penser que, durant la période carbonifère, l'atmosphère ne différait point, quant à sa densité, de l'atmosphère actuelle, et qu'alors, comme aujourd'hui, les courants d'air variaient de température, et donnaient lieu, par leur rencontre, à la condensation de vapeurs aqueuses.

Plus on étudie les couches houillères, plus on se persuade qu'elles ont été formées à la manière des deltas modenies. Au sein de la vaste épaisseur de limon stratifié et de sable fin sans cailloux roulés qui les constitue, on rencontre d'innombrables tiges, feuilles et racines de végétaux terrestres, avec absence presque complète de tout mélange de débris marins, circonstance qui dénote l'existence prolongée sur un même fond d'une masse considérable d'eau douce. Comme toutes les grandes rivières, cette masse

CB. XXIV. ] NOm ELLE-ÉCOSSE. 101

charriait une quantité inépuisable de sédiment quelle a déversé sur des plaines d'alluvion, loin des terres élevées» tandis que toutes les parties grossières et le gravier ont été entraînés à une distance moindre. Ces phénomènes impliquent Fasséchement et la dénudation d'un continent ou d'une grande île que traversaient une ou plusieurs chaînes de montagnes. La présence accidentelle, sur certains points, de lits formés dans les eaux saumâtres, s'accorde également avec l'idée de l'existence d'un delta, suiface dont les parties basses sont toujours exposées aux submersions par les eaux de la mer, même en admettant que le sol n'éprouve aucune oscillation de niveau.

La pureté de la houille même, et l'absence de toute partie terreuse ou sableuse sur de vastes étendues, s'explique difficilement si l'on considère chaque lit du combustible comme le résultat d'une végétation développée dans un marécage. On s'est demandé comment des inondations capables d'entraîner les feuilles de fougères ainsi que les tiges et racines de Sigillaria ou d'autres arbres, n'ont pu transporter aucune parcelle de limon fin dans des eaux stagnantes. Il faudrait donc admettre que les grands ^arbres auraient crû, de génération en génération, avec leurs racines fixées dans le limon , et que leurs feuilles et leurs troncs, jonchant le sol, auraient ensuite formé des lits de matière végétale, recouverts plus tard du limon qui constitue les schistes aujourd'hui ; pendant ce temps, la houille elle-même, ou la matière végétale altérée, serait restée tout à fait pure de particules terreuses ! La question, quelque embarrassante qu'elle soit au premier abord, peut se résoudre, il me semble, avec une certaine facilité, si l'on se reporte à ce qui se passe de nos jours dans les deltas. Les roseaux et plantes herbacées qui couvrent les bords des eaux stagnantes dans la vallée et le delta du Mississipi forment une végétation tellement luxuriante, que les eaux de ce fleuve, en passant au travers des massifs, filtrent en quelque sorte, et deviennent tout à fait limpides avant d'atteindre les points où les matières végétales s'accumulent depuis des

102 LA HOUirXE, ou GROOPE CARBONIFÈRE. [Cb. XXIV.

siècles et forment de la houille. Tout mélange de matières terreuses est impossible. C'est ainsi que, sur la vaste étendue submergée cpie Ton appelle Sunk Country (Contrée Enfoncée) près de New-Madrid, dans la partie occidentale de la vallée du Mississipi, des arbres sont restés en position verticale depuis Tannée 1811-12, époque à laquelle ils ont cessé de vivre par suite du grand tremblement de terre; sur cette surface, dans les endroits peu profonds, ont végété des plantes lacustres et palustres; plusieurs rivières ont annuellement inondé Tespace entier, et cependant aucun sédiment n'a franchi les limites du marécage, tellement est dense la ceinttu*e marginale de roseaux et de broussailles qui les compose.

Dans les marécages à Cyprès du Mississipi, aucun sédiment ne vient se mêler à la matière végétale qu'y accumule là destruction des arbres et des plantes semi-aquatiques. Lorsque de fortes chaleurs mettent à sec une portion de ma* récage dans la Louisiane, et qu'en môme temps le feu prend aux bois, on voit le sol brûler aussi profondément que l'incandescence peut descendre avant d'atteindre l'eau, et rarement on remarque le moindre résidu de matières terreuses (1). Au fond de tous ces marécages à Cyprès^ on rencontre un lit d'argile rempli de racines du grand Cyprès {Taxodium distichum), tout comme les argiles soufr-jacentes à la houille contiennent le Stigmaria.

J'ai déjà dit que les couches carbonifères à South Joggins, dans la NouvelIe-Écosse, mesuraient près de k kilomètres de puissance, et que l'on avait constaté la grande épaisseur de l'étage houiller près de Pictou, à plus de 160 kilomètres vers l'Est. Si donc l'on cherche à évaluer le volume probable des matières solides contenues dans les bassins houillers de la Nouvelle-Ecosse, on ne commettra pas une grande erreur en portant l'épaisseur moyenne des couches à 2800 mètres,

(1) Lyell, Second Visit to the UnUed States, vol. H, p. 245; et Amer, Jaum. of Se, 2* série, vol. V, p. 17.

Cl. IXIV. ] NOUTELLE-ÉGOSSE. iOS

c'est-à^ire à environ la moitié de celle qu'indiquent les coupes réelles prises avec soin. En étendue, le bassin homl- 1er comprend une large portion du Nouveau-Brunswlck vers rOuest, et s'étend au Nord jusqu'à l'île du Prince Edouard, probablement aussi jusqu'aux lies Madeleine. Si l'on y ajoute les couches du cap Breton, et celles qu'a dû entraîner la dénudation ou qui sont encore cacbées sous les eaux du golfe SaintrLaurent, on aura une surface d'environ 68000 kilomètres carrés. Cette surface, avec l'épaisseur de 2 300 mètres dont il a été question ci-dessus, donnera plus de 80 000 kilomètres cubes de matière solide pour le volume des roches carbonifères.

Le Mississipi mettrait plus de deux millions d'années pour accumuler dans le golfe du Mexique une quantité égale de matière solide sédimentaire, en supposant que la moyenne de décharge des eaux par ce grand fleuve fût, comme l'a calculé M. Forshey, de 137167 mètres cubes par seconde, pendant toute l'année, et que la quantité de limon s'élevât comme l'a estimé M. Riddell, à 1128678608 mètres cubes par année (1).

Le Gange, suivant les renseignements fournis par MM. Everest et Strachey, transporte annuellement une si vaste quantité de matière solide à la baie du Bengale, qu'il pourrait accomplir la même tâche en 375000 ans, ce qui n'est pas le cinquième du temps qu'exigerait le Mississipi (2).

Les couches carbonifères inférieures de la Nouvelle- Ecosse, de même que les couches moyennes et supérieures, se composent de lits formés dans les basses eaux ; ce fait prouve que la totalité de l'abaissement vertical de 4 kilomètres et demi, qu'on remarque aux South Joggins, a dû se produire graduellement. Si cet abaissement était réparti siu* 375 000 ans, il ne dépasserait pas l'",20 en moyenne par siècle ; c'est aujourd'hui le mouvement qu'éprouvent certaines

(1) Principes de Géologie, 9* édit., 1853, p. 273. (2)/ertd., 1853, p. 283.

104 Lfi HOUILLE, OU GROUPE CARBONIFÈRE. [Cn. XXIV.

contrées, mouvement tout à fait insensible aux habitants, quelle que soit sa direction, et que les savants seuls constatent par des recherches. Si, d'un autre côté, l'abaissement était réparti sur deux millions d'années, la moyenne n'en serait que de 15 centimètres par siècle. Mais un mouvement identique se produisant dans une direction ascendante suffirait pour élever une partie de la croûte terrestre à la hauteur du Mont-Blanc, c'est-à-dire à environ 4 kUomètres et demi audessus du niveau de la mer.

Le delta'du Gange présente, sous un certain rapport, vne analogie frappante avec le bassin houiUer de la Nouvelle- Ecosse; la découverte faite à Calcutta, à la profondeur de 2 ou 3 mètres au-dessous de la surface du sol, d'arbres ensevelis, munis encore de leurs racines, a démontré l'existence d'un ancien sol, devenu aujourd'hui un soussol. Dans le forage d'un puits artésien pratiqué sur le même point, à la profondeur de 147 mètres, on a observé à diflférents niveaux, et même au delà de 90 mètres audessous de celui de la mer, d'autres vestiges de sols anciens couverts de forêts et de tourbières. Les couches traversées ont fourni des débris d'espèces récentes de plantes et d'animaux d'eau douce, ce qui prouverait qu'un abaissement a eu lieu dans le temps même où s'accumulait le limon fluviatile.

Dans les bassins houillers d'Angleterre, on remarque fréquemment la même association de couches d'eau douce, ou plutôt d'eau sauioaâtre, et de couches marines, étroitement liées à des lits de houille d'origine terrestre. Tel est le cas du dépôt des environs de Shrewsbury, décrit par Sir R. Murchison comme constituant le membre le plus récent de la série carbonifère de ce district. Ce dépôt, qui s'est probablement formé dans une eau saumâtre, est situé à un point où les couches de l'étage houiller sont en contact avec le Permien ou Nouveau Grès Rouge Inférieur. Il se compose de schistes argileux et grès sur une épaisseur d'environ 45 mètres, et contient de la houille ainsi que des vestiges do

Ca. XXIV.] FOSSILES DIVEBS. 105

plantes ; on y i*emarque un lit calcaire de 00 centimètres à 2",75 d'épaisseur, à structure cellulaire, et ressemblant à certains calcaires lacustres de France et d'Allemagne. Ce dépôt a été suivi sur ime longueur dCvAS kilomètres en droite ligne, et Ton peut en distinguer des traces à une distance encore plus considérable. Ses fossiles caractéristiques sont de petites bivalves présentant la forme de Cyclas et de Cyrena; de petits entomostracés qui sont peut-être des Cypris^ ou, s'ils sont d'origine marine, des Cytherœ

Fio. 408.— a, Microconekuê{SpirorbU) Fie. 499. ^ CypHs ? infiatm {on Cythére ?).

carbonarius. De grandenr natnrtUe, De grandeur netorelle, elle aiéflBegrM-

el mime échantillon grossi. — b. ?a« sie; llnrcbifon (i). riëtë de la même espèce.

(fig. 499); enfin des coquilles presque microscopiques d'un annélide du genre éteint Mia^oconchus (fig. 498) , allié au genre Serpula ou Spirorbis.

Dans les divisions inférieures de l'étage houiller de Coalbrook Dale, les couches, suivant M. Prestwich, changent souvent-d'une manière complète sur un court espace : des lits de grès passent, dans le sens horizontal, à de l'argile, et l'argile à un grès. Les lits de houille se terminent souvent en coin, ou s'éteignent subitement, et des coupes faites sur des points presque contigus présentent des difiérences lithologiques tranchées. Dans le seul bassin de Coalbrook Dale, où les couches mesurent 200 à 250 mètres de puissance, on a signalé plus de quarante à cinquante espèces de plantes terrestres, outre un grand nombre de poissons des genres Megalichthys, Holoptychius et autres. On y rencontre aussi des Cnis-

(I) SHurian System, p. 84.

100 LA HOUILLE, OU GROUPE CARBONIFÈRE. (Co. XXIV.

tacésdu genre Limulus (fig. 500) , ressemblant par tous leurs caractères essentiels aux lunules de la période Oolitique et au Crab^Royal {King-Crab) des mers actuelles. Ces ancieimes espèces étaient plus petites que les foimes analogues qui vivent à présent; elles avaient T abdomen profondément sillonné en travers et dentelé vers les boi-ds. Dans l'échantillon que nous avons figuré, la queue manque, mais, dans un autre échantillon d'une espèce diflférente, provenant encore de Coalbrook Dale, la queue montre de la ressemblance avec celle des Limules d'aujourd'hui.

M. Ick a découvert aussi, dans le fer caibonaté lithoïde de ces couches, la carapace complète d'un Crustacé décapodeà

FiG. SÛO. •» Limulus rotundalus^ PresUvich. TerrMn bouilim* ; Coolbrook Dolo.

Fie. 501. ~ Gfyphofrt? duhia^ Salter.

Syn., Àpits dubius, Miloe Edwards. Le plus ancieu crustvcé d(<capode (ou ik longue queue) connu. Terrain bonlller; Goal- •^ brook Dale.

longue queue (fig. 601). M. Salter rapporte ce fossile au Glyphœa, genre que Ton trouve aussi dans le Lias et l'Oolite. Les couches du même bassin présentent plus de quarante espèces de mollusques, dont deux ou trois appartiennent au genre d'eau douce Unio^ et les autres à des formes marines, à des Nautilus^ Orthoceras^ Spirifer et Productm. D'après M. Prestwich, le mélange de lits d'eau douce et de lits marhis, ainsi que l'alternance de grès grossier et de conglomérat avec des argiles fines ou des schistes contenant des débris de plantes, peuvent s'expliquer en supposant que le dépôt de Coalbrook Dale aurait été formé dans une baie ou estuaire recevant une rivière considérable sujette à grossir (1) .

(1) Prestwich, GeoL Trans., 2« série, vol. V, p. 440.

en. X.\IV.J FOSSILES DIVERS. 107

On a signalé également à Coalbrook Dale une ou plusieurs espèces de Scorpion, deux insectes ailés de la famille des Curculitmidœ^ un insecte névroptère ressemblant au genre Corydalis^ et un autre qui se rapporte aux Phasmidœ, Dans les couches houillères de Wetting en Westphalie, les Allemands ont découvert plusieurs exemplaires d'articulés appartenant à la famille des Blattes, et les ailes d'un grillon (Acridites)^ qui ont été décrits par Germar (1).

Plus récemment (1854), M. Fr. Goldenberg a publié la description de plus de douze espèces d'insectes provenant du minerai de fer argileux de Saarbrûck près de Trêves (2). Ces insectes accompagnaient des frondes de fougères fossiles. Ils ont fourni plusieurs Blattviœ^ trois espèces de Neuroptera, un escarbot de l'ancien genre Scaraàœus^ une sauterelle (Gryllacris) (fig. 602), et plusieurs fom-mis blanches

Fie. SOI. — Ailo d« MQUrtUe. GryllaerU Hthantkraca, Goldtiiberf . Terrain boullUr ; Surbriick prèid« TrèTti.

ou Termites. Le nombre de ces espèces récemment découvertes est probablement supérieur à celui de tous les insectes fossiles reconnus jusque-là dans les couches houillères.

Le bassin houiller d'Edimbourg, et particulièrement la localité de Burdiehouse, ont offert au docteur Hibbert des poissons, des mollusques et des Cypris, fossiles très semblables à ceux du Shropshire et du Staffordshire. Dans le bassin houiller du comté d'York existent aussi des couches d'eau douce dont quelques-unes contiennent des coquilles se rapportant au genre Unio; au milieu de la série, on rencontre

(1) Munster, BeUt,, vol. V, pi. 13, 1842.

(2) Pa/£Pan*.,Dunker et V. Meyer, vol. IV, p. 17.

108 LA HOUILLE, OU GROUPE GARRONIFÈRH. [Ch. \MV.

un lit fort mince, mais très largement développé en surface, qui abonde en poissons, et en coquilles marine.=î telles que Goûiatites IJsteri (fig. 503), Orthoceras et Aviaria papt/racea, Goldf. (fig. 504).

Fig. 803. ^ Gonintites Listeri^ Fig. SOI. ~~ Avicula pnpyracea, BlSarlin, sp. Goldf. {Pecten papyrttceus, 5ow.).

Malgré le voisinage, on n'a pas constaté de couches à coquilles marines semblables dans le bassin houiller de Newcastle, où^ comme dans la Galles du Sud et le Somersetshire, les dépôts marins sont tout à fait inférieurs à ceux qui contiennent des fossiles terrestres et d'eau douce (1).

nuaerai de fer argUem {C lay-iron^stoné) (2). — On rencontre communément, au sein des couches du terrain houiller, des bandes et des nodules de minerai de fer argileux composé, suivant Sir H. de la Bêche, de carbonate de fer mélangé d'une matière terreuse analogue à celle qui constitue les schistes. Pour expliquer la conformation de ce minerai, M. Hunt a montré que la décomposition de la matière végétale répandue dans toute la série des couches houillères avait dû prévenir la suroxydation des protosels de fer, et convertir le peroxyde en protoxyde, en s'emparant d'une portion de Toxygène de la première de ces bases pour former de Tacide carbonique. Celui-ci venant à rencontrer le protoxyde de fer en dissolution, s'en est emparé pour former du carbonate de fer; et le tout, se mélangeant à la vase fine après la disparition de l'excès d'acide carbonique, aurait constitué des lits ou des nodules de minerai de fer argileux (3) .

(1) Phillips, art. Gbologt, EncycUyelrop., p. 592.

(2) C'est le fer carbonate Ulhoide des minéralogistes français.

{Sole du traducteur.)

(3) Memoirs ofGeol Surv , p 51. 255, elc.

Co. XXV. ] BASSINS HOUILLEBS DES ÉTATS-UNIS. 109