OCEAN PAC/ F/ QUE

APrique

Australie

lu relief (voisinage des montagnes et des grandes profondeurs). -

La prédominance des saillies continentales dans l'hémisphère Nord et des dépressions océaniques dans l'hémisphère Sud est un indice de symétrie indiscutable; les antipodes des continents sont des océans. Les trois grands fuseaux continentaux s'effîlant en pointe vers le Sud, correspondent aux trois arêtes du tétraèdre, tandis qu'entre eux s'intercalent " des dépressions océaniques correspondant à trois faces. Le pôle Sud où les dernières explorations ont démontré l'existence d'un continent, peut représenter un sommet, l'océan Arctique la face opposée. L'obliquité des fuseaux continentaux, dont la pointe Sud est déjetée vers l'Est, s'expliquerait par un mouvement de torsion, résultant de vitesses inégales de rotation au moment où la solidification du globe n'était pas achevée. La dépression méditerranéenne serait due à une fracture déterminée par cette torsion. L'expérience montre que la forme tétraédrique est celle vers laquelle tend une sphère qui se contracte sous une pression uniforme quand on y l'ait le vide. Michel-Lévy [18] et Marcel Bertrand [19] ont essayé de donner plus de précision à la théorie, mais on a justement contesté la légitimité des systèmes qui groupent dans le même alignement les plis alpins et les fractures de l'Afrique orientale.

Rapport des inégalités du relief avec les anomalies de la pesanteur. — Si l'on peut discuter encore sur le groupement des accidents principaux

que présente la surface de la lithosphère, on ne peut plus douter que ces accidents ne soient réellement en rapport avec des inégalités de composition de l'écorce terrestre. Bien qu'il s'agisse ici de recherches très délicates relevant par leur technique de la physique plus que de la géographie, il n'est pas permis au géographe d'ignorer les résultats précis auxquels elles

Fig\ 37. — Anomalies de la pesanteur en Europe, d'après G. Costa nzi [40].

1. Régions d'anomalie négative; 2. Courbes d'égale anomalie négative; 3. Courbes d'égale anomalie positive.

ont conduit, étant donné l'orientation qu'elles peuvent imprimer à l'explication des grandes inégalités de la lithosphère [38-39].

Les mesures de l'intensité de la pesanteur se sont multipliées depuis 10 ans non seulement à la surface des continents, mais même sur les mers (cf. chap. n, p. 34). L'ensemble de ces mesures confirme l'hypothèse émise il y a plus de cinquante ans par le géodésien Pratt, suivant laquelle la densité de l'écorce terrestre est plus forte dans les dépressions que dans les saillies de la surface de la lithosphère. La pesanteur présente en moyenne des anomalies positives à la surface des océans, négatives à la surface des continents. En Europe on voit nettement que les régions de plissements alpins et les massifs anciens récemment soulevés comme la Scandinavie sont le lieu d'anomalies négatives et correspondent à une partie delà croûte terrestre moins condensée (fîg. 37). Sur les océans eux-mêmes la pesanteur n'est pas uniforme, mais présente des anomalies assez grandes au voisinage des fosses profondes comme la fosse du Tonga dans le Pacifique [Hecker, 39]. Il y a donc une sorte de compensation, qui tend à assurer aux formes générales du relief une certaine stabilité. Mais la compensation n'est en réalité jamais parfaite; et les études de détail montrent de plus en plus que les anomalies n'ont jamais la valeur ni même toujours le sens qu'on attendrait. Aussi ne saurait-on s'étonner que la croûte terrestre soit affectée encore de mouvements, dont les tremblements de terre sont la conséquence.

Niveau des mers. — Les caractères les plus importants de l'hydrosphère résultent de sa fluidité, qui lui permet d'ohéir à toutes les impulsions capables d'amener un déplacement relatif de ses molécules. L'action la plus générale à laquelle elle soit soumise est celle.de la pesanteur. C'est elle qui concentre les eaux dans les parties déprimées de la surface de la lithosphère et donne à leur surface libre une forme définie par la condition d'être partout perpendiculaire à la verticale. Cette surface a une grande importance géographique; c'est le niveau, supposé fixe, auquel se rapportent toutes les mesures de hauteur et de profondeur, c'est le plan qui détermine la position de la plateforme littorale.

L'extension des mers l'emportant de beaucoup sur celle des terres, il en résulte que tous les océans communiquent ensemble. La surface des mers doit donc représenter un niveau constant sur toute l'étendue du globe. C'est ce qui se vérifie de plus en plus, contrairement aux suppositions déduites autrefois de mesures fautives.

On comprendra facilement qu'on ait pu se tromper si l'on songe aux difficultés du problème. Pour connaître le niveau moyen de la mer en un point déterminé, il faut éliminer les variations temporaires dues au vent ou aux marées. Dans une mer peu profonde, comme la Baltique, le vent peut produire une dénivellation de plusieurs décimètres. L'amplitude verticale des marées atteint dans les cas extrêmes jusqu'à 15 m. Cette amplitude varie d'un jour à l'autre suivant la position relative du soleil et de la lune, dont les attractions combinées produisent le phénomène. Ce n'est qu'au bout de 18 ans que toutes les valeurs possibles sont connues et qu'on peut faire une moyenne. Une fois le niveau moyen déterminé en deux points situés au bord de deux mers, on doit les relier par un nivellement de haute précision, en déterminant de proche en proche la différence d'altitude de points très rapprochés à la surface du continent. La moindre erreur systématique ou instrumentale, répétée un très grand nombre de fois, conduit à des résultats notablement inexacts.

Le nivellement de Bourdaloue accusait une différence de niveau de 110 cm. entre Marseille et Brest. Lallemand [24] a montré qu'une erreur systématique avait vicié l'opération. Les résultats du nouveau nivellement général de la France montrent que la différence moyenne entre les ports atlantiques et les ports méditerranéens n'est que de 7 mm. 5.

Un nivellement conduit à travers les États-Unis, de l'Atlantique au Pacifique, n'a accusé qu'une différence de 19 cm., résultat qui reste dans la limite de l'erreur possible, vu la longueur du cheminement.

Pour apprécier l'importance géographique de l'équilibre du niveau des mers, il suffit de supposer que cet équilibre soit compromis, que le niveau s'abaisse ou s'élève. La répartition des terres et des mers serait changée, la zone de la plateforme littorale déplacée, élargie ou réduite. Le travail des cours d'eau qui sculptent le relief des continents serait arrêté ou stimulé. Des formes nouvelles se développeraient, par alluvionnement dans le cas d'une montée des eaix marines, par érosion et approfondissement des

vallées dans le cas contraire. De pareils changements paraissent s'être réellement produits au cours des périodes géologiques. Lorsque les inégalités de la lithosphère sont réduites, la masse des eaux océaniques restant la même, l'extension des mers doit être plus grande; elle diminue au contraire dans le cas où la surface de la lithosphère est plus disloquée, car les fosses océaniques sont plus profondes. L'attraction des continents atténue il est vrai quelque peu ces contrastes.

L'accumulation des sédiments sur la plateforme littorale tend d'une part à refouler la mer, mais, par l'augmentation de la masse du continent sur la côte, attire l'océan pour une valeur au moins égale [Penck, 25].

La formation de grandes calottes glaciaires a aussi une influence sur le niveau des mers. On a calculé que les glaciers quaternaires, qui couvraient tout le Nord de l'Europe et de l'Amérique, ont déterminé autour d'eux un soulèvement du niveau de la mer sensible jusqu'au 40e parallèle [Drygalski, 26]. Il serait intéressant de vérifier par des mesures de pendule l'existence actuelle d'un phénomène analogue au Pôle Sud, qui est occupé par une immense calotte glaciaire continentale.

Enfin il est possible que le volume môme de la masse liquide n'ait pas été toujours constant. La lithosphère'contient, de même que l'atmosphère, une assez grande quantité d'eau, dont la proportion a pu n'être pas toujours la même.

Mouvements actuels de l'hydrosphère. — Si le volume et l'extension de l'hydrosphère ont pu varier, ses propriétés physiques ont dû toujours être les mêmes. Son extrême mobilité est celle qui frappe le plus actuellement. Les mouvements complexes qui l'agitent sont dus à des influences mécaniques et thermiques, les unes d'origine cosmique, les autres de caractère plutôt géographique.

L'attraction combinée du Soleil et de la Lune est la cause des marées, qui jouent un si grand rôle sur les côtes basses des océans. Dans la baie du Mont Saint-Michel, l'amplitude verticale atteint 15 m., la distance entre la haute et la basse mer 20 km. L'amplitude verticale est encore plus grande (18 m.) dans la baie de Fundy (Nouvelle Ecosse). C'est à de fortes marées accompagnées de tempêtes que furent dus tous les ravages de côtes plates en Hollande.

Les vagues sont des mouvements rythmiques dus au frottement du vent sur la surface liquide. Gomme les courants de marée, elles sont un phénomène superficiel. L'agitation des grandes tempêtes ne se fait pas sentir à plus de 30 m. de profondeur.

Les courants marins sont des mouvements d'ensemble, qui brassent les masses océaniques. Mais leur plus grande vitesse est toujours près de la surface. Le Gulf Slream, le courant des Antilles, qui sont parmi les mieux connus et les plus puissants de ces fleuves marins, ne sont sensibles que jusqu'à 500 m. de profondeur au plus. On soupçonne l'existence de grands courants de fond, mais si lents

qu'il rentrent plutôt dans la catégorie des courants de convection. La circulation océanique qui nous est connue est toute superficielle, elle ne dépasse pas la profondeur de la zone de la plateforme continentale. De là son importance géographique, et l'influence qu'elle exerce notamment sur le climat en amenant à la surface des eaux anormalement chaudes ou froides.

La vie de la lithosphère. Magnétisme terrestre. — Si la vie de

l'hydrosphère est évidente, celle de la lithosphère semble au premier abord difficile à saisir. Nous savons cependant que le globe terrestre est une source d'énergies physiques, dont les variations sont connues et mesurées exactement.

L'énergie magnétique agissant sur l'aiguille aimantée était utilisée pour l'orientation à l'aide de la boussole, bien avant qu'on eût soupçonné ses variations. La chaleur interne a été reconnue dès qu'on a creusé des mines assez profondes.

L'aiguille aimantée, libre d'osciller dans n'importe quel sens, se montre soumise à deux forces, la première, appelée inclinaison, la fait pointer vers le sol, la seconde nommée déclinaison l'oriente suivant une direction se rapprochant plus ou moins du N.-S. La connaissance de la déclinaison a un intérêt pratique facile à comprendre pour le géographe, le topographe et l'explorateur. Les observations magnétiques sont assez étendues pour qu'on ait pu dresser des cartes générales indiquant cette valeur par des lignes, dites isogones, joignant les points où la déclinaison est la même [29].

Les cartes magnétiques n'ont malheureusement qu'une valeur temporaire, la déclinaison variant d'une année à l'autre [36]. A Paris, la variation annuelle est de 7'; en 1810, la déclinaison était de 20°; en 1700, elle était de — 6°; en 1663, elle était nulle.

On doit encore remarquer que les cartes magnétiques présentent un tracé généralisé des isogones; elles ne peuvent donner idée des perturbations locales, qui sont parfois considérables au voisinage de certaines roches riches en magnétite. Les levés magnétiques détaillés faits dans l'Europe Occidentale ont montré qu'il y a des lignes générales de perturbation, en relation évidente avec la géologie. On peut seulement discuter pour savoir si cette influence du sous-sol est due aux différences de composition des terrains ou aux dislocations tectoniques [X vumann, 30]. La première explication peut seule rendre compte des anomalies de détail constatées en Suède et en Allemagne dans le Harz; — mais l'influence des directions hercyniennes est évidente dans les cartes magnétiques dressées pour la France et l'Angleterre [31].

Chaleur interne. — La connaissance du magnétisme terrestre n'a en somme pour la géographie qu'un intérêt pratique. La chaleur terrestre est une manifestation plus importante de l'activité de la lithosphère. Il est probable qu'aucune vie ne serait possible à la surface du globe terrestre s'il était dépourvu d'énergie thermique propre.

E. de Martonne, Géographie physique. (3 bis

Les variations saisonnales de la chaleur solaire, très fortes à la surface du sol, ne se font pas sentir en moyenne à plus de vingt mètres de profondeur. Au delà de cette couche à température constante, la chaleur augmente progressivement. Les températures élevées, qu'on s'attendait à rencontrer, ont fait hésiter quelque temps devant le percement de massifs élevés comme le St-Gothard; on sait à quel point les travaux du tunnel du Simplon ont été gênés par la chaleur atteignant 60°. L'étude de l'accroissement de la température avec la profondeur a pu, grâce au développement de l'industrie minière au xixe siècle, être poussée assez loin. Il existe actuellement plus de dix puits dépassant 1 000 m. ; celui de Paruschovitz à Rybnik (Haute- Silésie) va jusqu'à 2 003 m.

On a donné le nom de degré géothermique à la profondeur qu'il faut atteindre pour constater un accroissement de température de 1°. L'observation montre qu'il dépend de la nature des roches traversées, s'élève au voisinage de la mer (jusqu'à 100 m. en Angleterre), s'abaisse considérablement au voisinage des centres éruptifs, même actuellement éteints (14 m. dans la Limagne). Sa valeur moyenne est d'environ 40 m. Si Ton suppose que la chaleur continue à croître suivant la même loi vers le centre de la terre, on trouve qu'à 60 kilomètres de profondeur tous les corps connus doivent être à l'état liquide ou gazeux. La Terre serait donc formée d'un noyau incandescent, qu'entoure une croûte solide relativement peu épaisse.

Cette hypothèse, longtemps admise comme vraie, est liée à la théorie de l'origine du système solaire de Laplace, suivant laquelle ce système est sorti d'une nébuleuse semblable à celles que nous observons dans le ciel. La Terre, de même que les autres planètes, aurait d'abord été un globe incandescent, avant de se couvrir d'une pellicule solide due au refroidissement de sa surface. Cette conception permettait aux géologues d'expliquer aisément l'origine de certaines roches et la formation des chaînes de montagnes, dues aux ridements de la croûte solide par suite de la contraction du noyau liquide. Cependant l'hypothèse du feu central parait depuis quelque temps en défaveur. Le calcul montre en eflet que, si la plus grande masse de la Terre était fluide, l'aplatissement des pôles et le renflement de l'équateur dus à la force centrifuge devraient être plus marqués. Il devrait même y avoir des marées de cette masse fluide interne, qui se feraient sentir par des déformations périodiques de la surface. En outre, la densité moyenne de la Terre étant égale à 5, comme la grande majorité des roches connues à la surface n'approche pas de cette valeur, il faut admettre que le centre de la Terre est plus dense que sa périphérie.

D'après W. Thomson [21], qui a particulièrement attiré l'attention sur ces faits, la plus grande partie de la masse de la Terre serait solide, sauf une partie superficielle, rendue pratiquement fluide par les hautes températures et la pression d'une pellicule relativement solide. Cette supposition rend compte à la fois des mouvements orogéniques et du volcanisme. L'origine des plissements doit être cherchée en profondeur, dans la zone où les tensions des couches sous pression peuvent être résolues par des mouvements relatifs. Le fait que la complexité des plissements augmente avec la profondeur et que les plis les plus profonds connus témoignent d'une quasifluidité des roches (charriages) trouve ainsi son explication (4e partie, en. v).

C'est aussi dans cette zone de tensions prêtes à être résolues qu'il convient de chercher le point de départ des secousses de tremblement de terre. Les observations de plus en plus nombreuses et précises qu'on possède sur les tremblements de terre et les calculs qu'on en peut déduire s'ac-

cordent mieux avec cette théorie qu'avec la conception d'un noyau entièrement liquide- [De Montessus, 22]. L'ascension du magma fluide, qui donne les épanchements volcaniques, serait déterminée par la pression exercée par la lithosphère aux points où elle se déforme le plus.

Volcans et tremblements de terre. — La vie de l'intérieur du globe, si mystérieuse qu'elle soit encore pour nous, se révèle par des perturbations violentes qui ne laissent aucun doute sur sa réalité. Volcans et tremblements de terre témoignent d'une réelle activité physique de la lithosphère.

Des catastrophes comme celle du Krakatoa faisant disparaître les 2/3 d'une île de 33 km2 et projetant en l'air 18 km3 de débris sont des manifestations imposantes; auxquelles il convient d'ajouter l'incessant travail qui s'opère dans les volcans actifs émettant des fumerolles et faisant entendre des grondements sourds.

Les tressaillements de ce que nous appelons la terre ferme sont plus fréquents que ne le fait croire la rareté relative des secousses paroxysmiques. Les séismographes, instruments destinés à enregistrer les tremblements de terre, montrent, même dans les régions où ces phénomènes paraissent inconnus, des perturbations fréquentes. Dans les pays de séismicité aiguë, les désastres produits par les tremblements de terre ne se comptent plus. Au Japon, dans l'Italie méridionale, il ne se passe pas d'année sans plusieurs secousses violentes, il n'est pas un homme qui n'en ait éprouvé plusieurs dans sa vie. La vallée du Crati en Calabre a une moyenne de 86 secousses par an. On peut dire qu'on y est sûr de voir un tremblement de terre, à quelque époque de l'année qu'on s'y arrête.

Les changements imprimés à la surface par les actions volcaniques et séismiques ne sont pas cependant en rapport avec l'impression que fait leur violence tapageuse et destructrice. Le tremblement de terre qui ruina San-Franclsco en 1905 n'a laissé comme traces sur le relief du sol qu'une fissure dont les lèvres se sont déplacées horizontalement de 2 à 3 mètres et verticalement de 1 m. 60 au maximum. Dans les montagnes de l'Italie méridionale, les secousses séismiques déterminent souvent des éboulements désastreux tels que celui de Faenza, qui, en 1899, précipitait 230 000 m3 de marnes dans le Semine. Mais ces bouleversements ne se produisent que là où l'érosion a préparé la voie.

Transformations superficielles par les forces externes. — Ce sont les mouvements de l'atmosphère et de l'hydrosphère qui sont la source de l'énergie employée à ces transformations, plus modestes en appa-

rence que celles dues à l'activité interne, mais au moins aussi importantes, grâce à leur continuité.

L'exemple le plus frappant est celui des dunes et sables mouvants qui obéissent à l'impulsion des mouvements de l'atmosphère. La direction du vent règle la forme et le sens du déplacement des dunes, plus ou moins rapide suivant leurs dimensions. Les dunes de Gascogne, pendant la période qui suivit le déboisement aux xvic et xvne siècles, se déplaçaient de 10 mètres par an. Le reboisement qui a arrêté leur marche n'est venu qu'après l'engloutissement de nombreux villages, dont les clochers seuls apparaissent actuellement.

Moins frappant peut-être, le travail d'érosion des rivières et des glaciers est plus important par sa généralité. Il a d'ailleurs, lui aussi, ses périodes de paroxysmes, où les remaniements du relief peuvent être assez soudains et brutaux pour menacer la vie humaine. C'est dans les régions montagneuses qu'il faut aller pour assister à ces catastrophes qui sont des faits aussi communs que les tremblements de terre. Pour l'habitant des Alpes menacé par les torrents, les éboulements, les avalanches, les débâcles glaciaires, la montagne est aussi vivante que la mer pour le marin (v. planches I et II).

Les glaciers provoquent des catastrophes, soit par l'écroulement de leur extrémité barrant une vallée, soit par l'accumulation des eaux de fonte dans une poche [Rabot, 32]. Le premier cas était celui du glacier du Giétroz qui, en 1818, formait dans la vallée de la Dranse un barrage de 128 mètres de haut, retenant un lac long de 1 km. et profond de 80 mètres dont les 5 000 000 de m3 se précipitèrent comme une trombe le 16 juin, à la suite de la rupture de la digue. La catastrophe plus récente du Glacier de Tête-Rousse était due au contraire au brusque videment d'une poche intraglaciaire. Les débâcles de torrents sont si fréquentes dans les Alpes qu'elles ont partout des noms locaux. Dans les terrains gypseux et argileux, ce sont souvent de véritables coulées de boue appelées nant sauvage dans la vallée de Chamonix, laves dans le Dauphiné, Rufl dans les Grisons, Muhren dans la Suisse allemande [Girardin, 33]. Les avalanches tonnent à chaque printemps sur les pentes des hautes vallées. Les grands éboulements suivent généralement les périodes de pluies qui ont détrempé le sol. Il n'est presque pas une haute vallée dans les Alpes où l'on ne connaisse une catastrophe ayant enseveli un village et causé mort d'hommes. En Norvège, les parois abruptes des fjords sont sujettes à de fréquents éboulements. Le 17 janvier 1905, un pan de montagne du Ravnefjeld s'éboulait dans le lac Loenwand soulevant une vague de 50 mètres de haut, qui noyait G0 personnes

Changements brusques de la Topographi