INTRODUCTION

Le but de ce Mémoire est de décrire les grands déplacements horizontaux Bat du Mémoire sur lesquels s'est portée, dans ces dernières années, l'attention des géologues; de montrer leur rôle, 1res général et longtemps méconnu, dans la structure des chaînes de montagnes; d'étudier le mécanisme de leur production; enfin, de rechercher les conséquences qu'on doit en tirer et les progrès qui peuvent en résulter pour la théorie de ta formation des montagnes.

Les montagnes sont des zones plissées de l'écorce terrestre, et ces plissements L'origine des mon sont dus à des refoulements horizontaux, à l'écrasement de ces zones sous l'ef- iemenriaié'ai «t ad fort de pressions latérales: telle est auiourd'hui la théorie généralement admise, "'■' " générai, placelle qui rend le mieux compte des faits observés. Mais ce serait une erreur de croire que celte théorie est définitivement fondée, à l'abri des objections possibles et des discussions sérieuses ; l'argument nouveau qu'apporte l'étude des faits décrits dans ce Mémoire est donc loin d'être inutile à la théorie ; il est destiné à en devenir désormais l'appui le plus solide; et, en dehors de l'intérêt propre qui s'attache à ces phénomènes, c'est surtout à ce point de vue que la découverte de ces grands déplacements horizontaux constitue un progrès important dans nos connaissances géogéniques.

tôt que prouTé«.

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Lm argDtnentsen u Si l'on cherche, en effet, quelles sont les preuves données jusqu'ici en faveur qu'invoquait de Saus- ^^ '^ théorie des refoulements latéraux, on voit que ce sont précisément et lore : paraiiéiiamt des uniquement celles qu'invoCTuait de Saussure, à la suite de ses premiers vovaees

chaînons et retragsse- ,, ,.,7i 'i^ii *-. i

ment deicouchcs CD c. d exploration dans les Alpes, vers ta tin du siècle dcmier. Ces preuves sont : le parallélisme des chaînons successifs d'une même chaîne, et le k retroussement des couches en forme de C ». Ces deux faits importants, que te génie du premier explorateur sut mettre en lumière, malgré l'incertitude des données géologiques alors acquises, sont restés la base de tous les raisonnements plus récents, relatifs au même sujet. Les observations poursuivies pendant un siècle ont sans doute augmenté la portée de ces faits, à mesure qu'elles en montraient la généralité ; mais, jusqu'à ces dernières années, elles n'avaient apporté aucun argument qui ne pût se réduire aux deux premiers. Notre théorie actuelle reste celle de de Saussure, auquel souvent on nVn rapporte pas assez tout l'honneur ; elle est fondée sur les mêmes preuves et appuyée sur les mêmes raisonnements. La notion des grands déplacements horizontaux est venue pour la première fois ajouter un nouvel anneau à la chaîne de ces raisonnements.

A vrai dire, des deux faits précités, celui qui a le plus frappé de Saussure, le contoumement des plis en forme de C, n'autorise pas une conclusion aussi formelle; on peut concevoir, en effet, un pU droit ou légèrement oblique, produit par une poussée verticale et rabattu ensuite par l'action de la pesanteur. Pour avoir le droit de conclure de l'existence de ces plis à l'action d'une force horizontale, il faudrait à la rigueur avoir constaté les traces de déplacements horizontaux dans les plans des couches rabattues. Cette constatation, de Saussure ne l'a pas faîte, et elle était d'ailleurs impossible avant que la connaissance détaillée des diverses couches eût permis l'étude et l'interprétation des phénomènes d'étirement. Aussi est-ce plutôt par une sorte de sentiment intuitif que par une déduction rigoureuse qu'il formule k plusieurs reprises et sans réserves ses conclusions, et que par exemple, en face des rochers de Grindelwald, où le premier, en 1771, il a observé les phénomènes si remarquables du contact des calcaires secondaires et des gneiss, il termine sa description par cette phrase : « Ce fait fournit un bel exemple des refoulements, que je considère comme la cause générale du redressement des couches originairement horizontales » ( ' )■ De Saunure admet- De Saussure n'a jamais varié dans l'affirmation de ses opinions à ce sujet, areumenuf'poaMim ""^""^ quand la complexité croissante des faits observés par lui, dans ses difféne pis sembler d«ri- rents voyages, l'a de plus en plus prémuni contre la difficulté et le danger des généralisations (*). Mais son esprit était trop éloigné de tout dogmatisme pour qu'il n'ait pas prévu qu'un pareil problème occuperait longtemps encore les

{") Vo^-affet dans les Alpes, ln-4", Neuchâiel, 1796, t. tri, art. 1677, p. i(5S (*) Voyages dans les Alpes, t. IV, art. a3oi, p. 464.

géologues; et, dans le remarquable Agenda qui termine son Ouvrage, dans ce « Tableau général des Observations et des Recherches dont les résultats doivent servir de base à la théorie de la Terre », il déclare que la plupart des solutions en pareilles matières s ne sont fondées que sur des analogies, dont le contraire est toujours physiquement possible » ; il a soin de poser à nouveau dans toute sa généralité le problème qu'il croit bien pourtant avoir résolu, et il le fait en ces termes explicites : « Examiner si les couches présentent des indices de soulèvements ou de refoulements violents..., ou si au contraire tout, et les redressements mêmes des couches peuvent s^ expliquer par des affaissements »(' ).

Soulèvements, refoulements, affaissements, telles sont bien encore aujour- on a pu essayer d'hui, comme au temps de de Saussure, les trois sortes d'actions que Ton peut ^ "^ de^ceriariî'es invoquer pour expliquer les phénomènes observés dans les montagnes. Si, pour chaînes par des aiiaiis'éclairer, on étudie le détail des faits constatés dans les diverses régions, leur trer d'impossibilités, complexité semble de nature à dérouter tout essai de généralisation absolue ; il est incontestable, en tout cas, qu'il y a eu des mouvements de haut en bas, probablement aussi des mouvements de bas en haut, et certainement, en d'autres points, des déplacements horizontaux. Ainsi, rien n'est mieux prouvé maintenaat que l'existence de certaines aires d'affaissement, à l'intérieur desquelles l'ensemble des terraÏBS est descendu, tantôt tout d'une pièce, tantôt en se morcelant, bien au-dessous du niveau marqué par les masses qui les entourent (Senkungs/etder des Allemands); et pour ces aires d'affaissement, nulle autre action ne peut s'invoquer que l'action directe de la pesanteur. Pour la plupart des géologues, ce ne sont là que des phénomènes secondaires et accessoires; mais on a pu pourtant essayer d'en étendre la signification et d'expliquer par ces seules actions d'affaissement l'ensemble de la structure des montagnes; et cet essai a pu être tenté sans que, pour toute une chaîne au moins, par exemple pour les Alpes françaises, on ait rencontré de contradictions ni d'impossibilités. Dans cette manière de voir, ce sont au contraire les actions de refoulement et les mouvements qu'on leur attribue qui deviennent le phénomène accessoire et secondaire.

D'autres géologues, au contraire, restent frappés avant tout du niveau élevé, On peut attriboer atteignant et dépassant 4ooo mètres, auquel se trouvent portés dans les mon- ?""' *"* «•=''"■>» "J*

111 I ■ -1. p . r ■ r. bas en haut un r6le

tagnes des lambeaux de terrains stratihes, souvent même horizontaux. Dans la prédominant, théorie de l'affaissement, ces lambeaux témoigneraient de l'ancien niveau des mers qui les ont déposés ; il en résulterait que dans une période restreinte, pendant la seule durée des temps tertiaires, l'ensemble de la croûte terrestre, entraînant naturellement le niveau de l'Océan dans son mouvement centripète, se serait affaissé de dix kilomètres, ou, si l'on préfère, que le rayon terrestre aurait diminué de ces dix kilomètres. C'est là une conséquence devant laquelle il est

(') Voyages dans les Alpei, t. IV, Chap. X, art. a3i4. p- 490-

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permis de reculer. On est amené ainsi à une autre théorie, qui prête aux soulèvements, c^est-à-dire aux actions de bas en haut, le rôle principal dans la formation des montagnes. Ces actions de bas en haut ne peuvent être attribuées qu'à deux causes : l'ascension des masses fondues de l'intérieur du globe, ascension dont les volcans actuels nous offrent un exemple réduit; ou, si l'observation des faits ne permet pas d'attribuer cette action soulevante aux roches éruptives, l'ascension locale du flux de chaleur interne, ou, pour parler plus exactement, des isogéothermes terrestres. Cette ascension et la dilatation qui en serait la conséquence expliqueraient les hautes saillies des chaînes, en même temps que l'expansion latérale expliquerait les refoulements. Les affaissements seuls sont alors considérés comme des phénomènes secondaires, d'importance et d'étendue restreintes.

Ce» surtout le pa- Ces deux théories, théorie des affaissements et théorie des soulèvements, que noM q^*» fa"prtvà- j'indique ici sans les discuter, peuvent rendre compte de la plupart des faits de loir l'idée du refoule, détail ; mais, quaud on examine l'ensemble d'une chaîne, elles cessent de pré-

ment latéral. . n ■ !■ ■ ■ r ■ ■ ii.i- i i . »

senter a I esprit une explication satisfaisante; le parallélisme des chaînes n est pas incompatible avec elles, mais il n'en est une conséquence ni directe ni nécessaire. Or, ce parallélisme des chaînons est un fait trop général et trop frappant pour qu'on puisse consentir à ce que la théorie, au lieu de le prévoir, l'abandonne en quelque sorte au hasard. Si, au contraire, on suppose que des forces horizontales de refoulement ont été l'agent principal de la formation des montagnes, et que les mouvements verticaux, de bas en haut ou de haut en bas, ne sont que des composantes du mouvement d'ensemble, le parallélisme des chaînons apparaît comme une conséquence directe et nécessaire de l'hypothèse. On peut dire que c'est cette raison, entre toutes, qui a fait prévaloir la théorie du refoulement latéral.

Celte idée est d'au- U reste, il est vrai, à montrer, ce que n'avait pas fait de Saussure, comment

tant plussatisraisinlG , , . r i • i i ■ ii ,■

qu'elle se raïucheaui peuvent prendre naissance ces forces horizontales, dont on invoque 1 action, hypothèse» cosmogo- Cggi à Élie de Bcaumonl que revient cet honneur: c'est lui qui a appelé l'at-

niques idin ises et t ' .

qu'elle »e prête A des tentioD sur la Compression que doivent produire dans les couches superficielles ^nulw?"* "F*"- le refroidissement séculaire de la planète et la contraction inégale de ses différentes couches; c'est lui qui a montré que les compressions horizontales ainsi développées peuvent produire, et même peut-être, parmi les causes que nous pouvons imaginer, peuvent seules produire des forces adéquates à la grandeur des phénomènes observés. En faisant ainsi ressortir l'accord de la théorie géologique avec la théorie, ou si l'on veut, l'hypothèse cosmogonique, qui seule peut rattacher l'histoire de notre planète à celle du système solaire, il a donné à cette théorie un corps solide et une base rationnelle. Les expériences synthétiques de M. Daubrée et de M. Favre y ont ajouté une nouvelle force, en reproduisant par la compression de couches artiûcieltes tous les phénomèoes principaux des dislocations terrestres.

Ce que j'ai essayé de montrer dans ce court exposé, c'est que la théorie des Hais ii preuve n'en refoulements latéraux, quoiqu'elle nous apparaisse bien certainement comme dtnl réiadld"! dépitt la plus vraisemblable et la plus satisfaisante, n'est pourtant pas appuyée sur des cemems horiionwui

^ ,.„..,,. , ^ . ^^^,, r ■ et d«n. la généralité

preuves matérielles qui puissent 1 imposer en cas de contestation, bile se londe de cm déplacement», surtout, suivant l'expression de de Saussure, sur m des aiialog;ies, dont le contraire est toujours physiquement possible e ; ou, du moins, il en était ainsi jusqu'à ces dernières années. Aujourd'hui, je crois que les faits dont il va être question dans ce Mémoire fournissent la preuve, qui pouvait sembler faire défaut. Il est clair, en tout cas, que c'est seulement sur des faits de ce genre, c'est-à-dire sur l'élude de déplacements horizontaux, qu'une pareille preuve peut être fondée; eux seuls permettent de conclure avec certitude à l'action de forces horizontales, et, une fois ces déplacements constatés, il ne reste plus qu'à discuter leur généralité.

Ces déplacements horizontaux peuvent se constater de deux manières diffé- Lesdéplacemeotshorentes. D'abord indirectement : quand on observe une zone de terrains plissés, directement de"u*ôni la longueur primitive d'une couche déterminée, considérée dans sa position S"^"^ '■'""* couche

i.",*^,,. ... , . . , K , plissie, sont hypothé-

honzontale avant le plissement, était plus grande que sa projection horizontale uques et ne peuvent actuelle; le fait même du plissement suppose donc que les deux bords de la fo'"''»"'*'*'»"» •<''"'"■ zone en question se sont rapprochés, comme se rapprochent les deux châssis dans l'expérience de M. Daubrée. De Boucheporn a le premier essayé d'appliquer ce genre de calcul aux Pyrénées, et l'on s'en est servi plusieurs fois depuis, tant pour mesurer de combien s'étaient rapprochés sur la surface terrestre deux points pris aux extrémités transversales d'une même chaîne, que pour évaluer la diminution du rayon terrestre, qui pouvait correspondre à la production de cette chaîne. Mais, même en laissant ici de côté cette seconde question, plus délicate, on voit que c'est là un mode de constatation où le raisonnement a autant de part que l'observation. Or, le raisonnement est loin d'être à l'abri de toute critique ; il ne tient pas compte des glissements qui ont pu se produire dans les plans des couches, des étirements et même des interruptions qu'a pu subir la couche considérée, dont on n'a jamais observé partout, mais dont on restitue le parcours actuel. J'aurai l'occasion, dans le cours de ce Mémoire, de revenir sur cette question; mais il est clair, sans insister, que si l'on voulait voir dans ces sortes de calculs des preuves en faveur de la théorie du refoulement latéral, on ferait un véritable cercle vicieux; car, si l'on admettait, au contraire, qu'une force verticale peut soulever les couches en forme de voûte, on n'aurait qu'à supposer des forces verticales ayant agi suivant l'axe de chacun des plis successifs; on pourrait ainsi, théoriquement, reconstituer la chaîne ; le calcul précité, appliqué à l'une des couches, donnerait le même résultat, c'est-à-dire une longueur totale supérieure à la projection horizontale de la couche. Il est évident pourtant alors, d'après l'hypothèse même où l'on s'est placé, que la couche a pu se briser, s'étirer, s'allonger d'une manière

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apparente ou réelle, mais que les deux bords de la chaîne ne se sont pas rapprochés.

Lei dépUecmeDU H n'en est pas de même des déplacements horizontaux, constates directehoriiontaui, consw- nj^m . on trouve dans beaucoup de montagnes des surfaces de glissement, très direcie, sont de plus peu ïncHnées, parfois même tout à fait horizontales, le long desquelles des M sont*eu"*'qui'^peu- masscs importantes se sont déplacées, venant recouvrir des terrains plus vent fournir la preuve réccuts. Dcux exemples cu sont assez anciennement connus, sans qu'on en ait

cherchée. ,, ^ , . ,, , • -i

tire toutes les conséquences, ni même soupçonne 1 analogie et encore moms la généralité ; ce sont ceux du bassin houiller franco-belge et des Alpes de Glaris. Ce second exemple surtout, connu déjà depuis Escher de la Linth, a fourni en 1878 à M. Heim ta matière d'un Ouvrage magistral sur l'ensemble des questions orogéniques ('). C'est cet Ouvrage, sans doute (quoique le rôle spécial des déplacements horizontaux n'y soit pas particulièrement mis en lumière, et qu'ils y soient considérés comme une conséquence naturelle d'une théorie déjà admise), qui a appelé l'attention sur ces phénomènes, et depuis i88/|, dans les différentes régions et d'une manière tout à fait indépendante, on en a découvert de nombreux exemples : dans le Nord de l'Ecosse f 1884-1888) ; en Provence (1887); dans les Alpes du Valais (1887); dans les Montagnes Rocheuses (1888); dans les Pyrénées (1889); dans les Carpathes (1890). Ce n'est plus seulement l'ampleur des phénomènes qui en fait l'intérêt, c'est aussi leur généralité; il n'est plus possible d'y voir le résultat d'une cause exceptionnelle et locale. Ces déplacements horizontaux constituent bien une phase normale des grands mouvements orogéniques; c'est dans leur étude qu'on doit maintenant chercher l'argument le plus décisif en faveur des actions de refoulement, et la réponse la plus topique aux objections que soulève encore la théorie de de Saussure et d'ÉHe de Beaumont.

(*) l/nlertuchungen ûber den Meckanùmus der Gebirgtbildung Im Anschlutt an die gety^ logitche Monographit der T<kli-Windf,'àllen-Gruppe. 1 vol. iii-4° et Atlas, Basel, 187S.