CHAPITRE IV

Sens de la question. — Dès qu'on a commencé à étudier rationnellement le relief du sol, c'est-à-dire à essayer d'en trouver une explication naturelle, on a remarqué que certaines roches offrent des formes caractéristiques, permettant souvent de les reconnaître. Un esprit observateur a vite l'ait de s'habituer aux corniches des plateaux calcaires, au modelé indécis et mou des pentes argileuses, aux aspects ruiniformes des dolomies, aux piliers des escarpements de grès, aux bosses arrondies des dômes granitiques. Naturellement on est conduit à l'idée qu'il y a pour chaque roche un type de relief spécial. C'est ainsi que se présente à l'esprit des débutants l'influence de la géologie sur les formes du terrain. Ces conceptions sont si simples et si naturelles, qu'on les retrouve partout sous la plume des premiers auteurs qui ont essayé une explication génétique du relief du sol (Léopold de Buch, Humboldt, Ami Boue, etc). Elles étaient déjà la marque d'un progrès notable dans l'étude des formes de la surface terrestre.

Mais dès que l'expérience s'étendit quelque peu, on reconnut que les mêmes roches n'affectaient pas partout les mêmes formes. L'Amérique, avec la variété de ses climats de l'Atlantique au Pacifique, offrit aux géologues l'occasion de voir combien les conditions de l'érosion pouvaient diversifier les formes du relief. Quand l'exploration du continent africain commença à être entreprise par des naturalistes, on s'aperçut que, sous les climats tropicaux, les roches éruptives étaient loin de jouer toujours le même rôle que dans la zone tempérée. C'est ainsi que Passarge notait dans l'Adamaoua les saillies formées par les grès au milieu des dépressions granitiques.

Même dans une région limitée, les mêmes roches peuvent donner

des reliefs très différents suivant les conditions de la tectonique et de l'érosion. A côté des plateaux calcaires de la région parisienne ou des Causses, les Alpes calcaires nous offrent des aiguilles et des crêtes déchiquetées. Les terrains argileux, dont le modelé effacé passe pour caractéristique, peuvent, sur les pentes raides et déboisées, être découpés par l'érosion en un fouillis de rigoles et de crêtes instables (pi. XII). Les reliefs arrondis du granité vosgien (pi. XI, A et G) ne doivent pas faire oublier les aiguilles du massif du Mont- Blanc (pi. III, A).

De pareilles anomalies expliquent sans doute que l'on cherche vainement dans les meilleurs traités de géographie physique un chapitre sur les reliefs caractéristiques des divers terrains. L'influence des roches sur le relief est cependant incontestable; par leurs propriétés physiques diverses, elles introduisent des perturbations locales dans l'évolution normale du modelé d'érosion, dont nous venons d'étudier les lois. Suivant le degré plus ou moins avancé de l'évolution, cette influence est plus ou moins marquée. C'est entre la jeunesse et la maturité que le relief offre les contrastes les plus frappants suivant la nature des roches. Au début du cycle d'érosion, le relief n'est pas encore diversifié, c'est ce qu'on peut appeler le stade infantile; à la lin du cycle la différenciation est effacée, c'est la sénilité. Cependant tout contraste ne peut entièrement disparaître, on remarque encore de légères saillies formées par les roches les plus résistantes; il y a même là un des indices les plus importants, qui permettent de reconnaître une pénéplaine d'une région dans l'enfance, distinction sur laquelle on s'est quelquefois trompé.

Propriétés physiques des roches. — En quoi consiste l'influence de la nature des roches sur la marche de l'érosion, en d'autres termes quelles sont les propriétés physiques qui peuvent retarder ou accélérer l'évolution?

On parle souvent de roches dures et de roches tendres. Ces termes assez vagues devraient être remplacés par ceux de roches résistantes et roches peu résistantes à l'érosion. La résistance à l'érosion dépend de la structure interne, plus ou moins compacte, plus ou moins homogène. Nous avons déjà vu (chap. n) que les roches non homogènes sont attaquées plus rapidement par la décomposition; il en est de même pour l'érosion proprement dite. Thoulet [6] en projetant sur des plaques polies de diverses roches une poudre de quartz lancée par un jet d'air comprimé, a constaté que le granité est érodé

plus rapidement que le basalte ou les diorites à grain fin, le grès plus vite que le calcaire compact.

Il importe aussi de savoir si les roches sont plus ou moins fissurées. Presque toutes les roches assez homogènes sont traversées de cassures, appelées diaclases par Daubrée. Ces cassures, dont l'orientation est souvent assez constante, ont une grande influence sur le relief des hautes montagnes. Les eaux s'y infiltrent, et la désagrégation par le gel détermine sur les versants en forte pente le décollement de pans de rochers qui s'éboulent. Les formes des crêtes et des escarpements sont ainsi déterminées par les plans de diaclases. Dans les régions moins accidentées, où domine la décomposition chimique, les diaclases ont encore une grande importance, parce qu'elles facilitent la pénétration des eaux. La craie, roche naturellement imperméable, est rendue aussi spongieuse que le grès le plus léger par un réseau serré de fissures qui la traversent dans tous les sens.

La perméabilité est peut-être la propriété physique la plus importante. Lorsqu'elle est très grande, elle peut supprimer à peu près complètement le ruissellement superficiel. L'évolution normale du cycle d'érosion est troublée ou retardée. La solubilité dans l'eau est souvent en rapport avec la perméabilité (calcaire, gypse).

Principe de la classification géologique des roches. — L'interprétation du relief suivant la nature des roches n'exige pas des connaissances géologiques et pétrographiques très approfondies. Encore faut-il en posséder quelques-unes. Ni l'étude d'un traité élémentaire de géologie, ni la lecture attentive des cartes géologiques ne sauraient suffire, sans le maniement d'échantillons et la vue du terrain.

Il importe de bien se pénétrer de cette idée que la classification et les dénominations géologiques des roches sont tirées de considérations tout à fait étrangères à la géographie. Ce n'est point d'après leur résistance, leur perméabilité, leur compacité, leur solubilité que se distinguent les roches, mais d'après de tout autres indices. Il faut donc bien se garder de croire qu'un nom déterminé : granité, grès, calcaire, représente une roche bien définie ayant toujours les mêmes propriétés physiques. Il y a des calcaires très durs, d'autres très peu consistants; tel granité est très siliceux et très compact, tel autre est décomposé rapidement. Faute de reconnaître cette vérité essentielle, on s'exposerait à bien des méprises. Il y a donc une nécessité absolue pour le géographe à connaître le principe de la classification géologique des roches. C'est ce que nous allons essayer d'exposer très brièvement, renvoyant aux traités de géologie pour une étude complète de ce sujet [Haug, 5].

La considération qui dicte la classification géologique des roches est celle de leur mode de formation. On distingue les roches sédimentaires et les roches éruptives. Les premières sont des dépôts marins, lacustres ou continentaux, plus ou moins transformés ; elles sont généralement reconnais-

sables à leur disposition en couches ou strates parallèles. Les roches éruptives, résultat du refroidissement et de la cristallisation d'éléments minéraux en fusion, ont au contraire généralement une structure massive. On doit remarquer cependant que les roches volcaniques se présentent souvent en véritables strates (coulées de laves, ou couches de cendres).

Roches sédimentaires. — La plupart des roches sédimentaires dérivent de dépôts semblables aux dépôts actuels appelés terrigènes par les océanographes (v. 3e partie, chap. i), transformés sous l'influence du tassement, de l'infiltration des eaux et des pressions exercées par les mouvements du sol. Les cailloutis, cimentés entre eux par la silice ou le calcaire dont sont chargées les eaux d'infiltration deviennent des conglomérats (si les cailloux sont anguleux), ou des poudingues (s'ils sont roulés). Le sable, par un procédé analogue, donne du grès, qui pourra être calcaire ou siliceux suivant la nature du ciment. L'arène provenant de la décomposition d'une roche granitique peu ou pas remaniée, forme un grès grossier connu sous le nom d'arkose.

Les vases argileuses prennent, sous la seule influence du tassement, une structure feuilletée; soumises à de fortes pressions, par suite d'actions orogéniques, elles se transforment en schistes.

Les vases peuvent être plus ou moins riches en carbonate de chaux. Si la proportion est faible on a des marnes, que Je tassement et les pressions transforment en calcaires marneux. Si le carbonate de chaux domine, il en résultera un véritable calcaire compact. Si au carbonate de chaux se mêle le carbonate de magnésie, on aura une dolomie.

Sur les côtes calcaires, les eaux étant chargées de carbonate de chaux, les coquilles des mollusques brisées sont agglomérées en lumachelle ou calcaire coquillier (Muschelkalk). Dans les mers très chaudes, on voit s'édifier sur les seuils sous-marins battus par les vagues des récifs coralliens, dont nous étudierons plus loin les formes curieuses, et qui donnent des calcaires coralligènes. Ainsi les conditions de la formation des roches varient selon le climat.

Toutes les roches ne dérivent pas de dépôts terrigènes. Des vases siliceuses ou calcaires, donnant des schistes ou des calcaires,ont pu se former, comme les dépôts pélagiques actuels, par accumulation de coquilles d'animaux ou par précipitation chimique. On doit tenir compte aussi de la précipitation chimique pour expliquer les couches de sel et de gypse, qui se présentent parfois sur de grandes épaisseurs.

Il importe de noter que toutes les roches sédimentaires sont constamment en voie de transformation. Les eaux d'infiltration en dissolvent partiellement les éléments et déposent d'autre parties sels dont elles sont chargées. Ainsi des roches calcaires peuvent devenir presque entièrement siliceuses {meulière). Les pressions exercées, surtout lors de la formation des montagnes, ont une action non moins importante : elles accentuent la division de la roche en bancs, mais elles peuvent, produire aussi des cassures perpendiculaires ou obliques à la stratification {diaclases) ; il en résulte parfois une schistosité apparente, qui peut tromper un observateur non averti. Mais l'effet le plus commun des pressions auxquelles sont soumises les roches est de les rendre plus compactes et plus résistantes. Aussi, d'une manière générale, les roches anciennes sont-elles plus dures que les roches récentes. Les calcaires et les grès primaires sont ainsi généralement de couleur plus foncée et de structure plus compacte que les mêmes roches secondaires et tertiaires. L'âge des roches sédimentaires a donc une certaine importance à ce point de vue; mais il ne faut pas oublier qu'il existe

des régions étendues comme la Russie, où les couches primaires, n'ayant jamais subi de plissements vigoureux, sont restées presque dans l'état où la mer les a déposées.

Roches éruptives. — La variété des roches éruptives égale celle des roches sédimentaires. Leur étude, perfectionnée par l'usage du microscope et de l'analyse chimique est devenue une discipline spéciale. Un rôle de premier ordre revient aux pétrographes français dans les efforts faits pour établir une nomenclature claire des nombreux types locaux distingués.

La confusion venait des différents principes de classification tour à tour employés. Tout le monde est maintenant d'accord pour écarter l'âge géologique. Il n'y a aucune différence essentielle entre les mélaphyres anciens »^t les basaltes récents, les porphyres pétrosiliceux et les ryolithes. La structuré et la nature minéralogique des éléments sont les deux seuls principes de la classification proposée par Michel-Lévy [4], qui n'utilise pas directement les distinctions génétiques et chimiques.

Suivant la structure, on distingue des roches à gros éléments, tous de même taille (structure grenue, type : granité) ou de deux tailles différentes (structure microgrenue, type : microgranulite); — des roches présentant une pâte amorphe en apparence, mais que le microscope résout en microlithes [structure microlithique, type : porphyre, ou rhyolithe) ; — des roches à pâte entièrement amorphe (structure ophitigue ou vitreuse).

Suivant la nature minéralogique on distingue des roches à éléments blancs (feldspaths et feldspathides), avec quartz (exemple : granité), ou sans quartz (exemple : syénite, gabbro, etc.); — et des roches sans éléments blancs avec prédominance d'éléments colorés riches en fer (exemple : péridotite).

Les différences de nature minéralogique ne sont point cependant sans rapport avec les différences chimiques, consacrées par l'ancienne classification en roches acides et basiques. Les roches à quartz sont les plus acides, c'est-à-dire les plus riches en silice, les plus pauvres en éléments ferromagnésiens (granité pour le type grenu, ryolithe pour le type microlithique). Les roches sans éléments blancs sont les plus basiques. L'acidité des roches à feldspath et sans quartz dépend de la nature des feldspaths alcalins ou calcosodiques. Les syénites parmi les roches de type grenu, les trachytes parmi les roches de type microlithique sont plus acides ; les gabbros et les diorites parmi les roches grenues, les basaltes et les andésites parmi les roches microlithiques sont plus basiques. Cette constatation n'est pas sans intérêt, car nous verrons que l'acidité plus ou moins grande des laves a une certaine importance au point de vue des formes de relief volcaniques.

Les différences de structure correspondent aussi grosso modo à des différences génétiques. La structure ophitique est absolument spéciale aux roches provenant du refroidissement à la surface du sol, c'est-à-dire aux roches volcaniques (basalte, trachyte, rhyolithe, etc.); la structure grenue aux roches provenant du refroidissement en profondeur d'un magma se rapprochant de la surface sans l'atteindre, c'est-à-dire aux roches plutoniennes (granité, syénite, gabbro, etc.). La structure microgrenue est commune dans les filons, la structure microlithique est la plus répandue parmi les roches volcaniques.

Ces constatations sont d'un grand intérêt géographique; elles rattachent la classification de laboratoire, à laquelle sont arrivés les pétrographes, aux conditions naturelles. La distinction entre les roches volcaniques et plutoniennes sépare en effet des roches dont le rôle géographique est

entièrement différent. Les premières, s'épanchant à la surface, accompagnées généralement de produits de projections (cendres, scories), sont capables d'édifier avec une grande rapidité des reliefs postiches, qui représentent une famille de formes spéciales, dignes d'être étudiées dans un chapitre particulier (ch. vi). Les secondes n'apparaissent à la surface du sol que lorsque l'érosion a enlevé leur couverture de roches sédimentaires. Leur affleurement signale donc un point où l'érosion a été particulièrement intense, où le relief a été bouleversé par des mouvements de la croûte terrestre, montagnes, ou anciennes montagnes arasées.

Roches cristallophylliennes, ou métamorphiques. — Il existe une troisième grande catégorie de roches, formées de cristaux comme les roches cristallines, mais stratifiées comme les roches sédimentaires. Après avoir longtemps discuté sur leur origine, les géologues s'accordent généralement à les considérer comme des roches sédimentaires, transformées sous l'influence du magma incandescent, d'où sont issues les roches éruptives. C'est ce qu'on appelle le métamorphisme ; par suite ces roches, jadis nommées cristallophylliennes, d'après leur structure, sont souvent appelées maintenant métamorphiques, d'après leur origine présumée.

On a décrit des cas typiques, où un affleurement granitique est entouré d'auréoles concentriques de roches métamorphosées par son influence. Les schistes se chargent de cristaux, puis de lamelles de chlorite et de mica (chloritoschistes, micaschistes), enfin de feldspaths qui en font une sorte de granité schisteux appelé gneiss; les grès s'imprègnent de silice, devenant des quartziles; les calcaires deviennent cristallins (cipolins) et se transforment au voisinage du granité en amphiboliles .

Les grandes épaisseurs de terrain métamorphique mises à jour par l'érosion dans les régions plissées appellent une autre explication. On admet maintenant qu'elles sont dues à un affaissement des couches sédimentaires les faisant arriver à des profondeurs assez grandes pour que l'élévation de la température amène une fusion partielle de leurs éléments, et les rende perméables aux vapeurs se dégageant du magma interne. C'est ce qui a dû se produire dans les régions de sédimentation continue, que les plissements ont fini par soulever et par transformer en montagnes (géosynclinaux cf. chap vin).

Classification morphologique des roches. — Si l'on veut classer les roches suivant les conditions morphologiques du modelé qu'elles reçoivent de l'érosion, il faut chercher un principe entièrement différent de celui qui préside à la classification géologique. La distinction en roches sédimentaires, éruptives et cristallophylliennes ne sépare pas des roches réellement différentes au point de vue de leur résistance à l'érosion. Les gneiss et les granités donnent des formes assez semblables. Les micaschistes et les chloritoschistes ont des propriétés communes avec les schistes sédimentaires. Les plateaux basaltiques sont, comme les plateaux calcaires, caractérisés par leurs formes tabulaires, la disparition rapide des eaux tombées à leur surface et l'abondance des sources dans des vallées profondes et peu nombreuses.

Evolution des Formes granitiques

Cliché E. de Marlonne.

B. SOURCES DU RUISSEAU DK LEZERT DANS LE SIDOBRE.

Blocs en'partie dégagés par le ruissellement.

Lliche E. de Martonne.