PROFILS DE DOWNS A ANFREVILLE-SOUS-LES-MONTS, PRÈS LES ANDELYS

Pl.ANCMI XVI.

ëmm. de Martokke. Géographie Physique.

Le mélange en proportion notable du carbonate de magnésie au carbonate de chaux donne les calcaires magnésiens ou dolomies. Ces roches laissent des résidus de décomposition abondants sous forme d'arènes, qui tendent à obturer les conduits souterrains. Aussi l'intercalation de niveaux dolomitiques dans les massifs calcaires introduit-elle des irrégularités dans l'extension de la nappe de karst en agissant presque comme une couche imperméable; on l'a constaté notamment dans le karst illyrien [Grund, 22].

Sur les pentes raides, les calcaires dolomitiques sont plus attaqués par le ruissellement que les calcaires purs, et, au lieu de s'écrouler par gros blocs en donnant des escarpements verticaux, se débitent, presque comme des grès, en tours, piliers, arches, formant les ensembles les plus pittoresques, et les plus étranges. 11 suffit de rappeler Les célèbres rochers de Montpellier-le- Vieux dans les Causses, ou ceux du Larzac (pi. XIV, B). Dans le sud du Tyrol tout une région aux sommets déchiquetés a pris le nom de la roche : les Dolomites.

La craie est un type de roche calcaire offrant des conditions d'évolution encore plus particulières. Elle effleure sur de larges surfaces dans le Bassin Parisien et l'Angleterre méridionale. Les phénomènes de karst sont cependant très peu développés dans ces régions. Les lapiés sont inconnus, comme dans la dolomie, la roche étant trop friable et trop impure. Les dolines sont très rares, mais il y a des gouffres, connus dans la forêt d'Othe sous le nom de bètoires, et liés aux diaclases. Le modelé est un modelé presque normal, sauf que les thalwegs sont à peu près tous secs. Les vallées principales ont un fond plat, souvent marécageux; leurs versants ont un profil caractéristique, dû à l'absence de ruissellement superficiel, pour lequel on peut généraliser le terme de doivn usité dans le sud de l'Angleterre (pi. XVI).

Il y a certainement dans la craie une circulation souterraine, parfois torrentielle, mais l'extrême fissuration de la roche s'oppose au développement des larges conduits; les nappes de la craie sont moins irrégulières que celles des calcaires, quoique différentes de celles des sables.

Une partie des caractères du relief crayeux de la région parisienne est dû à l'accumulation à la surface des résidus de décomposition formant une couche imperméable d'argile mêlée de silex.

Érosion dans les régions formées de roches différentes; vallées

monoclinales. — La connaissance des formes caractéristiques de

chaque roche est insuffisante pour interpréter correctement l'influence delà nature du sous-sol sur le modelé. Il est bien rare en effet de rencontrer un district formé sur une grande étendue par le même terrain, comme la Suisse saxonne (Quadersandstein), les Causses (calcaire et dolomie), ou les Landes de Gascogne (sables). Souvent même une seule vallée est creusée dans plusieurs terrains différents. L'action des roches sur l'érosion est donc plus complexe encore qu'on ne l'imagine au premier abord. C'est par leur résistance relative , leur perméabilité ou leur solubilité relative , qu'elles influent sur l'évolution du modelé.

Le fait le plus important à noter nous a déjà été révélé (chap. n) par l'étude sommaire de la topographie : le contact de roches différant par leurs propriétés physiques est presque toujours marqué par une rupture de pente. Au moins est-ce la règle générale dans toutes les régions où l'évolution est quelque peu avancée. Les escarpements concentriques du bassin parisien (falaise de l'Ile-de-France, Argonne, côtes de Meuse, etc.), sont le type le plus commun de cette forme élémentaire.

L'étude comparée des cartes topographiques et géologiques nous montrerait aussi que les thalwegs sont très souvent établis au contact de formations différentes. La vallée est toujours dans ce cas dissymétrique. Quand les couches sont plus ou moins inclinées, la dissymétrie est particulièrement accusée; de pareilles vallées ont été appelées monocUnales à cause de la pente uniforme des couches sur leurs deux versants; dans la nomenclature basée sur l'évolution du réseau hydrographique créée par Davis, elles correspondent au type subséquent. Tant que le cycle d'érosion est à la phase du façonnement du profil d'équilibre et de l'approfondissement des vallées, le thalweg s'enfonce obliquement suivant la pente des couches, l'escarpement formé par la couche plus résistante est constamment affouillé par la base (fig. 213).

Si communs que soient les escarpements et les vallées dissymétriques au contact de terrains différents, il ne faut cependant pas plus les considérer comme la règle générale que les formes arrondies du granité et les reliefs effacés des argiles. Ce sont les aspects qui nous sont les plus familiers, mais ils correspondent à un stade de l'évolution du relief,- dont l'enchaînement avec les stades précédents et suivants sera expliqué plus loin (chap. vu).

Influence de la superposition horizontale de couches inégalement résistantes; plateformes structurales. — La formation des vallées

dissymétriques du type monoclinal suppose toujours une inclinaison légère des couches. Dans une région de couches horizontales, c'est de leur épaisseur relative et de leurs conditions de superposition que dépend le profil des vallées. La région parisienne offre à chaque pas des exemples de versants à pente raide dans les couches les plus

Fig. 213. — Évolution d'une vallée monoclinale.

meubles (sables), lorsqu'elles sont surmontées par une couche résistante (calcaire ou grès) [type A de la fig. 214]. La rupture de pente qui marque le pied de l'escarpement de la table résistante a été déjà notée comme un des premiers faits qui appellent l'attention du topographe sur les conditions génétiques du modelé (chap. n, fig. 178, A).

Si la couche résistante est inférieure à la couche meuble, elle perd toute influence, tant que l'approfondissement du thalweg ne l'a pas

Fig. 214. — Évolution des vallées dans une région de roches de consistance inégale, dans des conditions diverses de superposition, d'épaisseur et de pente des couches.

atteinte (fig. 214, type B), les conditions peuvent changer suivant l'état d'avancement du cycle d'érosion et l'approfondissement plus ou moins grand du thalweg. Si la vallée se creuse à une grande profondeur dans les couches meubles, la table résistante finira par être complètement enlevée et les formes se rapprocheront du type B (A'). Au contraire un creusement plus profond aura, dans le cas B, comme résultat un encaissement de la vallée au-dessous de la couche résistante, tandis qu'au-dessus les couches meubles seront à peu près complètement enlevées. Ainsi se formera une plateforme (B'), qui pourra s'étendre

sur une assez large surface, les vallées principales s'enfonçant seules profondément dans la couche dure. On peut donner le nom de plateforme structurale à une pareille surface plane, pour la distinguer des plateformes d'érosion. Celles-ci ne peuvent se former qu'en continuité avec le niveau de base; celles-là peuvent se développer à des hauteurs variables, leur altitude et leur pente sont en rapport avec la structure géologique du sous-sol.

L'exemple le plus saisissant qu'on puisse citer de plateforme structurale est offert par les gorges du Colorado dans l'Etat d'Arizona

Fig. 215. — Diagramme des plates-formes et du canon du Colorado dans l'Arizona. (Altitude du plateau au bord de la vallée, 2 300 m.; au fond de la gorge, 800 m.).

1, grès triasiques (Vermillon cliffs) ; - 2, couches de Shinarump (conglomérat très dur, coiffant les buttes témoins et la ligne d'escarpement des schistes permiens); — 3, Marnes et grès tendres permo- triasiques (couches de Mencopie); — 4, calcaire d'Aubroy (Carbonifère); — 5, grès du Carbonifère inférieur; — 6, calcaire de Redwall (Dévonien-Carbonifère); — 7, schistes argileux de Tonto (Cambrien); — 8, grès de Tonto (Cambrien) ; — 9, Archéen.

(Ouest des Etats-Unis), et les plateaux qu'elles entaillent sur une profondeur de 1 500 mètres.

Les descriptions de Powell, les études de Dutton et de Davis [30] ont rendu célèbre cette région merveilleuse et facilité l'interprétation de son relief, dont une excellente carte topographique permet de suivre tous les détails.

L'esprit reste confondu devant l'énorme travail d'érosion accompli récemment en profondeur à travers toute la série des couches primaires; mais surtout on a peine à concevoir que cette érosion ait fait plus que scier une gorge étroite, comme celle qui entaille au fond le granité lui-même, qu'elle ait pu élargir sensiblement la vallée et même déblayer d.'immenses étendues à la surface du plateau.

Il n'est cependant pas permis de douter que c'est au travail de l'érosion récente que sont dues les plateformes structurales interrompant les pentes raides des versants, partout où se trouve une couche moins résistante, notamment au niveau des schistes cambriens (7 de la fig. 215). Même le plateau, dont l'uniformité contraste si fortement avec le relief prodigieusement déchiqueté des versants de la vallée, ne représente plus la surface antérieure au cycle actuel pendant lequel a été creusé le canon. L'érosion y a dégagé le contact du calcaire carbonifère avec les marnes et grès tendres permo-triasiques, dont quelques buttes subsistent çà et là; elle a créé ainsi une plateforme structurale, dont la formation est, si étrange que la chose puisse paraître, contemporaine de celle de la vallée.

Dans des proportions plus modestes, toutes les régions de couches

INFLUENCES TECTONIQUES SUR LE RELIEF 483

à peu près horizontales, où le creusement se fait dans un complexe de couches inégalement résistantes doivent offrir des plateformes structurales et des vallées encaissées. La région parisienne est devenue classique à ce point de vue [Lapparent, 31]. A chaque banc de calcaire correspond une plateforme; la plus développée aux environs de Paris est celle du calcaire grossier, qui forme le Plateau de l'Ile-de-France (voir chapitre vu, fig. 261, p. 563).

Le développement des plateformes structurales au contact de couches résistantes avec des couches plus meubles a été toujours plus ou moins explicitement reconnu par les géologues, avant que la notion de pénéplaine ait été mise en lumière. Les pénéplaines sont des plateformes d'érosion formées en continuité avec le niveau de base. Soulevées et attaquées par l'érosion qui y creuse des vallées jeunes étroites, elles donnent des formes souvent difficiles à distinguer des plateformes structurales.

On peut admettre comme un caractère distinctif d'une plateforme structurale une parfaite conformité de pente avec la surface de la couche résistante à laquelle elle doit son origine. Les pénéplaines anciennes tranchent obliquement les surfaces structurales. En outre on y trouve généralement des placages d'alluvions anciennes très décomposées.

La formation de plateformes structurales ressemblant à d'anciennes plateformes d'érosion n'est évidemment concevable que dans le cas où les couches sont relativement peu inclinées; autrement l'érosion atteindra rapidement une couche inférieure à la couche résistante et nous nous trouverons dans un cas intermédiaire entre A et B de la figure 214. L'approfondissement des thalwegs et l'élargissement des vallées amèneront une sélection entre les bancs résistants et les couches meubles, dont le résultat pourra être très différent suivant la disposition des strates (fig. 214, t}^pes C et D).

Ainsi il est impossible d'essayer de serrer de plus près le problème de l'érosion dans un district de roches hétérogènes, sans être ramené à la nécessité d'étudier les conditions tectoniques. C'est à cette étude que sera consacré le chapitre suivant.

1*. — Walther (J.). Einleitung in die Géologie als historische Wissenschaft. III, Lithogenesis der Gegenwart. Iena, 1894, in-8°, 474 p. (C'est l'ouvrage d'ensemble le plus important sur la formation des roches sédimentaires).

2. — Gayeux (L.j. Structure et origine des grès du tertiaire parisien, Minist. Trav.publ. Études des gîtes minéraux de France, 1906, in-4°, 160 p.

3. — Michel-Lévy. Structure et classification des roches éruptives. Paris, 1889, in-8°, 85 p. — Cf. du même auteur : Principes à suivre pour une classification universelle des roches. C. H. VI* Cong. géol. internat., Paris, 1887, p. 147-160.

4*. — Van Hise. A treatise on metamorphism. U. S. Geol. Surv. Monograph n° 47, 1904, in-4°, 1286 p., 32 fig.

5. — Haug (E.). Traité de Géologie. Tome I, 1907, spéc. ch. vin, ix, xin et xx, résume excellemment tous les résultats précis des études sur l'origine et la classification des roches.

6. — Thoulet. Expériences synthétiques sur l'abrasion des roches par le sable. An. des mines, 1887 (cf. CR. Ac. Se, CIV, 1887, p. 381-383).

7. — Passarge (S.). Physiologische Morphologie. Mit. G. Ges. Hamburg, 1912, p. 135-337, 2 pi.

8*. — Branner. Décomposition of rocks in Brazil. Bul. Geol. Soc. America, VII, p. 255-314, 4 pi.

9. — Matthes (F. E.) Sketch of Yosemite National Park and account of the orïgin of the Yosemite and Hetch Hetchy valleys. Washington Dep. of the Interior, 1912, in-8° 47 p.

10. — Collin (A.). Recherches expérimentales sur les glissements spontanés en terrains argileux. Paris, 1847, in-8°, 168 p. atlas, 21 pi.

U*. — Gôtzinger (G.). Beitrâge zur Entstehung der Bergrùckenformen. G. Ab., IX, 1907, 174 p. (étude la plus complète sur le modelé des terrains argileux).

12*. — Braun (G.). Beitrâge zur Morphologie des N. Apennins. Z. Ges. fur Erdkunde. Berlin, 1907, p. 441 et 510.

13*. ■— Almagia. Studi geografice sulle frane in Italia. Soc. G. liai. Memorie, XIII, 1907.

14*. — Heim (Albert). Ueber die Verwitterung im Gebirge. OEffentl. Vorlràge. Basel. V, 5, 1879, 40 p., 1 pi.

15. — Hettner. Gebirgsbau und Oberllâchengestaltung der Sâchsischen Schweiz. Forsch. zur D. Landes-und Volkskunde, II, 1887, p. 245-355, 2 pi.

16. — Barré (O.). Le relief de la foret de Fontainebleau. A. d. G., 1902, p. 293- 314, pi. 8-9.

17. — Daubrée. Les eaux souterraines à l'époque actuelle. Paris, 1887, 2 vol. in-8'\ 455 et 302 p.

18. — Gvuic (J.). Das KarstphLinomen. G. Ab., V, 1893, p. 217-330.

19. — Hassert (K.). Beitrâge zur physischen Géographie von Monténégro. P. M., Erg.n0 115, 1895.

20. — Cvuic (J.). Morphologische und glaciale Studien aus Bosnien, der Hercegovina und Monténégro : î Die Karstthlâer, n Die Karst-Poljen. Ab. G. Ges. Wien, 1900, n° 6; 1901, n° 2. — Cf. Bildung und Dislozierung der Dinarischen Rumpfflciche P. M., 1909, p. 121, 157 et 177, carte 1 : 600 000.

21. — Martel. Les abîmes. Paris, 1894, 579 p. (cf. Spelunca, Revue de la Société de Spéléologie [pér. 1895 sq.], et Mémoires, 1896, sq.).

22. — Grund (A.). Die Karsthydrographie, Studien aus Westbosnien. G. Ab.y VII, 3, 1903, 200 p. — Cf. Beitriige zur Morphologie des Dinarischen Gebirges Ibid., IX, 3, 1910, 230 p., 4 pi.

23*. — Eckert (M.). Das Gottesackerplateau, ein Karrenfeld in Allgâu. Wiss. Ergànzangshefte der Z. D. und Oesterr. Alpenver., I, 3, 1902, 108 p., 20 pi.; levé topographique modèle, bibliographie (cf. Das Karrenproblem, die Geschichte seiner Lôsung. Z. fur Naturwiss., LVIII, 1896, p. 321-432).

24*. — Chaix (Em.). Contribution à l'étude des lapiés : la topographie du désert de Plate. Le Globe, XXXIV, 1895, 47 p., 14 pi., 1 carte (cf. Contribution à l'étude des lapiés en Garniole et au Steinernes Meer. Le Globe, 1907, 53 p., 26 pi.).

25. — Distel (L.) und Scheck (F.). Das Plateau des Zahmen Kaisers. Landeskundliche Forsch. hgg. von der G. Ges. in Munclœn, n° 11 Mùnchen 1911, 70 p., carte.

26. — Marinelli (0.). Fenomeni analoghi a quelli carsici nei gessi délia Sicilia. III0 Cong. G. italiano Firenze, 1899, 14 p. (cf. Nuove osservazioni su fenomeni di tipo carsico nei gessi apenninici. V° Cong. G. Ital. Napoli, 1904, n, p. 150-186).

INFLUENCES TECTONIQUES SUR LE RELIEF 485

27. — Katzer (Fi\). Karst und Karsthydrographié. Zur Kuncle cler Balkanhalbinsèl, n° 8. Sarajevo, 1909, 94 p.

28. — Penck (A.). Das Karstphanomen. Schr. z. Verbreitung naturwis. Kenntnisse Wien, 1904.

29. — Sawicki (L. von). Ein Beitrag zum geographischen Zyklus im Karst. G. Z., XV, 1909, p. 187-204 et 259-281.

30. — Davis (W. M.). An excursion to the Grand Canyon of the Colorado. But. mus. comparât, zoo /., XXXVIII, 1901, p. 107-200, 2 pi.

31. — Lapparent (A de). La géologie en chemin de fer, description géologique du bassin parisien. Paris, s. d., in-12, 608 p., 1 carte.

CARTES A CONSULTER

Topographie granitique. — France, 80 000 : 164 Limoges, 165 Ussel, 111 Avallon, 145 Montluçon, 59 St-Brieuc.

États-Unis, 62 500 : California : Tchama. Spécial map : Yosemite.

Terrains argileux, formes séniles. — France, 80 000 : 52 Commercy NE, 69 Nancy NE.

France, 50 000 : XXXIV/14 Nomeny.

Terrains argileux et schisteux, formes jeunes. — France, 80 000 : 211 Le Buis NE.

Italie, 100 000 : 83 Rapallo, 97 San Marcello Pistojese, 98 Vergato.

Reliefs gréseux. — Allemagne, 100 000 : 443 Dippoldiswald, 444 Konigstein, 445 Zittau.

Saxe, 25 000 .-Oybin.

France, S0 000 : 65 Melim SE., 80 Fontainebleau NE.

Reliefs calcaires, plateaux à dolines et canons. — France, 200 000 : 58 Aurillac, 65 Rodez.

France, 80 000 : 196 Mende, 208 Séverac, 220 St-Affrique, 521 Le Vigan NW. et SW.

Autriche-Hongrie, 15 000 : 21/IX Tolmein, 20/X Radmansdorf, 22 IX Gorz und Gradisca, 22/X Adelsberg, 22, XI Zirknitz, 23/X Sesana, 24/XI Delnice und Fiume, 16/ VIII St. Johann im Pongau, 16/ IX Rastadt. — Umgebungskarte von Triest.

Italie, 100 000 : 145 Avezzano, 146 Sulmona, 140 Taramo.

Bavière, 50 000 : 93 Reichenhall SE.

Lapiés. — Suisse, 50 000 : 400 Linthal, 263 Glarus. '

Chaix (Bibliogr.,n°24).

Eckert (Bibliogr.,n° 23). Gottesackerplateau 1 : 7 500, équidistance 10 nv

Distel et Schegk. (Bibliogr., n° 25).