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reliefs anciens est fondée sur une induction tirée de la coïncidence, à l'heure actuelle, des plus hautes montagnes avec les régions de dislocations récentes. On peut admettre que là où l'on constate des plissements, il a dû exister un relief important. Il s'agit donc, en définitive, de déterminer les périodes d'activité orogénique et les régions où cette activité se fait sentir.

Le principe qui permet de reconnaître l'existence de mouvements orogéniques et d'en fixer la date est celui de la discordance de stratification. Les couches géologiques d'âge différent sont en concordance,

As kz

As A2 A,

Discordance de stratilication.

Ai Fig. 272.

A gauche, une seule période orogénique indiquée par la discordance de la série BC sur la série A. — A droite, deux périodes indiquées par la discordance de la série BC avec la série A, et de D avec BC.

lorsqu'elles sont superposées normalement, les plans de stratification restant parallèles. Dans ces conditions, il est évident qu'aucun mouvement du sol ne s'est produit depuis le moment où s'est déposée la couche inférieure, qui est la plus ancienne; et cette conclusion est valable, quelle que soit la position de ces couches, même si elles sont plissées. Au contraire, lorsqu'une couche est séparée de la couche antérieure, sur laquelle elle repose par un plan oblique à sa stratification, on dit qu'il y a discordance (fig. 272). Un mouvement du sol a dû se produire entre le dépôt de la couche la plus ancienne et celui des couches récentes.

Partout où l'on observe le môme phénomène, on est fondé à en induire l'existence d'anciennes montagnes. On ne doit pas oublier cependant qu'il existe actuellement des régions très élevées et relativement peu disloquées (Plateaux du Colorado); il est donc probable que ce critérium ne nous fait pas reconnaître tous les anciens reliefs.

C'est encore par des observations géologiques, qu'on peut fixer l'âge des cycles d'érosion ayant abouti à la formation de pénéplaines.

Lorsqu'une pénéplaine est recouverte de sédiments, on peut affirmer quelle est plus ancienne que ces sédiments et plus récente que les couches les plus jeunes qu'elle tranche obliquement. Les pénéplaines soulevées et attaquées par l'érosion sont, il est vrai, généralement dépouillées des sédiments qui les ont recouvertes, ou ne portent que des sédiments continentaux, alluvions anciennes très décomposées et sans fossiles qui puissent

permettre d'en fixer l'âge; mais une étude attentive peut souvent permettre de les suivre jusqu'à des points plus bas, où elles se montrent encore couvertes de couches contemporaines de leur formation ou légèrement postérieures. Ce critérium a été appliqué avec succès, notamment dans les Appalaches et les Karpates méridionales. La conservation de couches tertiaires sous des coulées de laves a permis de fixer l'âge de la pénéplaine la plus élevée du Massif Central.

L'âge de toutes les formes topographiques antérieures au dernier cycle d'érosion pourrait être fixé par des considérations analogues. L'étude des anciens niveaux d'érosion ne peut rester purement morphologique; elle doit être rattachée, autant que possible, à celle des sédiments pouvant servir à fixer leur âge.

Climats anciens. Bassins intérieurs. — Les changements qui se sont produits dans la répartition des climats au cours des périodes géologiques nous sont connus surtout par les caractères des flores et faunes fossiles. Ainsi la présence de Magnolias, Platanes, etc. dans les dépôts tertiaires du Spitzberg, prouve que cette région jouissait alors d'un climat tempéré. Les faunes marines méritent considération : la présence de coraux est incompatible avec des eaux froides.

On peut aussi tirer parti de la nature des dépôts continentaux : lacustres, fluviatiles, glaciaires ou éoliens. C'est ainsi qu'on a reconnu l'existence de périodes glaciaires au Gambrien et au Permien dans l'Afrique du Sud, l'Australie et la Chine par la présence de moraines argileuses à blocs striés. Les dépôts gypseux et salins indiquent un climat sec dans un bassin privé d'écoulement vers la mer, Lorsqu'ils sont accompagnés de sables, il n'y a guère de doute qu'on ait eu de véritables déserts. C'est ainsi que J. Walther [34] interprète comme le signe d'une grande extension du climat désertique les couches gréseuses et les marnes salifères du Trias.

La connaissance des bassins intérieurs privés d'écoulement vers la mer a un grand intérêt géographique. Ces bassins ont en effet formé des niveaux de base différents du niveau des océans; et il est possible que des surfaces d'érosion se soient développées en rapport avec ces niveaux locaux. 11 est regrettable que l'attention des géologues ne se soit pas portée davantage sur l'étude des anciens bassins fermés.

Ère primaire, plissements huroniens, calédoniens et hercyniens. — On conçoit qu'il soit difficile de fixer les grands traits du dessin géographique dans les premiers temps géologiques. Les tracés des continents paléozoïques donnés par divers auteurs diffèrent complètement les uns des autres. Quelques faits sont cependant établis. Les parties les plus septentrionales des continents européen et américain nous offrent des traces de plissements intenses et répétés.

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Les terrains cambriens reposent en discordance sur des couches plissées et arasées ; il y a eu une période de plissements précambriens, dont les traces sont particulièrement nettes dans le Canada septentrional (ancien pays des Hurons), d'où le nom de plissement huronien. Partout où nous apparaissent les terrains précambriens plissés, nous sommes fondés à supposer l'existence d'aires continentales plus ou moins montagneuses au début du primaire. Il est remarquable qu'on y constate en beaucoup d'endroits des traces de volcanisme. La découverte récente de schistes argileux à cailloux striés typiques dans le Cambrien de la Chine [Bailey-Willis, 12] prouve qu'une période glaciaire a marqué dans une partie de l'hémisphère Nord les débuts du paléozoïque, et que l'extension des continents était alors plus grande qu'on ne le supposait jusqu'à ces dernières années.

La fin du Silurien et le Carbonifère apparaissent comme des époques de plissements intenses, accompagnés de charriages, encore parfaitement reconnaissables dans le Nord de l'Europe et suivis de manifestations volcaniques. Depuis les exposés synthétiques donnés par Suess [2] et Marcel-Bertrand [5], on désigne ces plissements sous les noms de plissements calédoniens (silurien) et armoricainvarisques ou hercyniens (carbonifère). Marcel-Bertrand a montré en particulier comment les zones de plissements primaires en Europe s'étalaient de plus en plus vers le Sud, comme si les masses continentales refoulaient progressivement vers l'équateur les océans (fig. 273). Les traces des plis hercyniens se retrouvent partout dans la zone méditerranéenne affectée depuis par les plissements alpins à l'époque tertiaire. On en a même découvert des indices certains dans le Sahara et récemment dans le Nord de la Chine [Bailey Willis, 12].

Dans l'hémisphère Sud, on a trouvé au Transvaal et en Australie des argiles à blocs striés, reposant sur des roches moutonnées. L'âge de ces dépôts est rapporté au Permien inférieur ou au Carbonifère supérieur. La phase orogénique hercynienne a donc été accompagnée, comme la phase huronienne, par une période glaciaire.

La signification géographique de ces faits est assez nette. Ils nous expliquent l'extension des massifs anciens qui forment comme le noyau de tous les continents. Dans l'hémisphère Nord, trois masses stables apparaissent dès les débuts des temps primaires : l'une dans le Canada septentrional, c'est la terre algonkienne, l'autre dans l'Europe septentrionale (terre Scandinave) , la troisième dans la Sibérie centrale (terre sibérienne ou continent de l'Angara de Suess). La jonction ou la disjonction de ces masses continentales dépend des

mouvements épeirogéniques, ou des effondrements qui suivent les plissements. D'un autre côté, il y a des bassins océaniques assez constants, disposés généralement dans le sens des parallèles, et qui tendent à former un anneau plus ou moins continu. A l'époque carbonifère moyenne, cet anneau paraît bien formé ; c'est le premier rudiment de la Téthys secondaire et du géosynclinal alpin (fîg. 277).

Fig. 273. — Zones de plissement en Europe, d'après Marcel-Bertrand et Suess. 1, zone calédonienne; 2, zone hercynienne ; 3-5, zone alpine; 3, plis alpins proprement dits; 4, plis . dinariques; 5, plis pyrénéens; 6, massifs anciens huroniens; 7, massifs anciens hercyniens englobés dans les plis de la zone alpine; 8, cicatrice tonalitique.

Dans l'hémisphère Sud, l'existence de masses continentales anciennes est incontestable. La paléontologie et la biogéographie actuelles tendent à prouver qu'elles ont dû être soudées à peu près entièrement jusqu'au début du Secondaire. Au Permien, la même flore, caractérisée par des fougères spéciales (Glossopteris), s'étendait de l'Inde à l'Australie et à l'Afrique du Sud actuelles. C'est le continent de Gondwana. La liaison avec l'Amérique du Sud est rendue

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vraisemblable par l'existence de la flore à Glossopteris dans les Andes et par toute l'évolution de la faune terrestre [Ihebing, 10].

Ère secondaire; les géosynclinaux et les aires continentales. —

L'ère primaire embrasse une durée colossale, pendant laquelle ont pu se produire les vicissitudes les plus diverses. L'ère secondaire est plus limitée, son histoire est plus simple et mieux connue.

Le trait essentiel en est l'existence d'un chapelet de mers profondes, communiquant presque toujours entre elles, et s'étendant sur l'emplacement qu'occuperont les chaînes alpines tertiaires (fig. 274). C'est à Neumayr [1] que revient le mérite d'avoir mis en lumière par ses études sur le Jurassique l'existence de cette sorte de Méditerranée archaïque, à laquelle Suess a donné le nom de Téthys. D'un bout à l'autre de cette zone, des Antilles jusqu'à la Nouvelle-Zélande, en passant par la Méditerranée, la Perse, l'Inde et Tlnsulinde, on trouve des faciès analogues, la faune marine évolue dans le même sens et offre au même moment les mêmes espèces. Cette zone a les caractères d'une fosse profonde et allongée, d'un géosynclinal; ses bords sont tantôt recouverts par la mer, tantôt exondés, suivant le jeu des mouvements épeirogéniques.

Les masses continentales individualisées pendant le Primaire se sont consolidées autour des trois noyaux de terrains anciens plissés de l'hémisphère Nord. Autour de la masse sibérienne s'est développé un continent qui s'étend du Nord au Sud sur presque toute l'Asie (continent Sino-Slbérien). Le noyau Scandinave et le noyau algonkien semblent avoir été la plupart du temps réunis ; révolution de la flore et de la faune continentales serait difficilement explicable autrement. Mais la mer sépare ce continent Nord- Atlantique du continent Sino-Sibérien. La fosse géosynclinale, qui occupait l'emplacement de l'Oural actuel, s'était déjà dessinée à la fin du Primaire, particulièrement au Permien. Pendant le Secondaire, les eaux qui s'y sont rassemblées débordent fréquemment sur la plateforme russe, où nul plissement ne s'est prononcé depuis lo Silurien.

Dans l'hémisphère Sud, le morcellement du continent austral commence. Nul doute n'est possible sur l'existence d'un bras de mer jurassique séparant l'Inde et Madagascar de l'Afrique. Ainsi s'individualisent un continent Africano-Brésilien et un continent Australo- Indo-M al gâche. L'existence d'un continent occupant l'emplacement du Pacifique actuel est plus douteuse; cependant le pourtour de ce continent hypothétique parait bien marqué par une fosse géosyn-

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clinale continue [Hadg, 4], et l'évolution de la faune terrestre suppose une liaison persistante entre la côte Chilienne et la Nouvelle- Zélande [Ihering, 9],

Morcellement des continents. — La plupart des géologues admettent que l'ère secondaire a été une époque de tranquillité relative de l'histoire du globe. Les indices de plissements énergiques y sont en effet rares. Les discordances qu'on observe partout peuvent s'expliquer le plus souvent par des mouvements épeirogéniques de faible amplitude, faisant déborder la mer des fosses géosynclinales sur les plateformes continentales. D'après Haug [4], tous les faits actuellement connus confirment cette loi, que les transgressions et les régressions se produisent inversement sur le bord des aires continentales et des géosynclinaux.

Il faut remarquer cependant que le volcanisme n'est nullement absent (porphyres des Alpes calcaires méridionales, andésites du Pérou) et que des mouvements orogéniques intenses se sont produits à la fin du Secondaire dans les Alpes, les Karpates et les chaînes méditerranéennes. Ce sont les premiers tressaillements de la phase orogénique qui marque l'époque tertiaire. Mais le fait essentiel est le morcellement des anciennes masses continentales.

Le continent Nord-Atlantique est celui dont nous suivons le mieux la dissolution. La zone hercynienne est attaquée de bonne heure en Europe. La répartition actuelle des affleurements secondaires dessine une série de bassins (bassin parisien, bassin souabe, bassin d'Aquitaine) qui correspondent à la position moyenne des mers bordières de la Téthys ; tandis que les massifs anciens : tels le Massif Armoricain, le Plateau Central, le Massif Vosges-Forêt Noire, le Massif Bohémien, correspondent à la position moyenne de vastes îles basses souvent envahies par la mer, restes des montagnes hercyniennes arasées et transformées en pénéplaines. Ainsi se préparent les éléments d'un dessin géographique, plus d'une fois brouillé ou effacé, mais qui se précisera au Tertiaire, et auquel la période des grandes érosions pliocènes donnera une signification nouvelle.

Les deux périodes où la transgression marine est le plus marquée sont le Jurassique et le Crétacé moyens. Le Cénomanien a recouvert plus ou moins complètement la plupart des pénéplaines anciennes. La ligure 275 donne une idée de son extension. Le continent Algonkien paraît avoir été l'élément le plus stable de l'hémisphère Nord ; toutefois la transgression cénomanienne s'y étale à la faveur d'un affaissement lent, qui prépare la formation du bassin du Mississipi. L'axe

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du grand fleuve correspond à une zone d'ennoyage caractéristique.

Dans l'hémisphère Sud, l'événement le plus important est la destruction du continent Australo-Indo-Malgache déjà scindé en trois au Jurassique. Les couches crétacées découvertes sur la côte orientale de Madagascar prouvent l'existence d'une mer séparant cette région de l'Australie. La communication avec l'Inde a dû subsister jusqu'au Tertiaire. La transgression cénomanienne s'est fait sentir de ce côté aussi sur la plateforme continentale. Presque toute l'Australie intérieure a été envahie.

Le continent Africano-Brésilien lui-même n'est pas resté à l'abri de l'invasion marine. Les différences de la faune de la Guyane avec celle du Brésil dénotent, d'après Ihering, une séparation remontant plus loin que le Tertiaire [9].

Quant à l'hypothétique continent Pacifique, la fin du Secondaire marque le moment où il n'est plus possible d'admettre son existence. Les affinités de la faune de l'extrême Sud Américain avec la Nouvelle-Zélande semblent indiquer seulementla persistance, jusqu'au début du Tertiaire, de communications par une terre antarctique [Tiiering, 9].

Changements de climats. Bassins intérieurs. — L'ère Primaire a vu des transformation radicales des climats, dont l'explication reste encore très obscure : extension glaciaire dans l'hémisphère Sud au Permien (Australie, Cap) et dans une partie de l'hémisphère Nord au Cambrien (Chine), régime désertique probable au Dévonien et au Permien dans l'hémisphère Nord. L'époque secondaire semble avoir été marquée par une évolution plus continue. La zone chaude paraît s'être étendue constamment sur la zone tempérée actuelle. Mais l'existence de dépôts salins et gréseux sans fossiles au Trias indique un régime de bassins intérieurs, et de déserts ou semi-déserts en Europe. D'après Passarge [33], ce régime désertique aurait régné pendant presque tout le Secondaire dans ce qui restait de l'ancien continent de Gondwana, on en trouverait les traces très nettes dans toute l'Afrique du Sud.

Le Tertiaire, formation des chaînes alpines. — C'est au Tertiaire que se produisent les grands événements qui décideront de l'aspect géographique actuel du globe. Le plus important est la formation des plissements alpins.

L'activité orogénique avait commencé à se manifester en divers points à la fin du Secondaire. La transgression cénomanienne sur les plateformes continentales peut être en partie expliquée comme la conséquence de régressions et de plissements dans les géosynclinaux. Mais c'est au Tertiaire et particulièrement pendant le Néogène, que le phénomène s'accentue. C'est au Miocène que les

plissements atteignent leur plus grande intensité dans les Alpes. L'extension des plissements alpins a été retracée par Suess dans

son magistral ouvrage La Face de la Terre. Les sédiments accumulés sur une grande épaisseur dans la fosse géosynclinale de l'ancienne Téthys sont, d'un bout à l'autre de la zone, soumis à des efforts de compression latérale qui les font se dresser en plis, généralement déversés dans le même sens. Loin de manifester partout la même orientation, ces plis sont presque toujours recourbés et forment des arcs groupés en festons, ou en guirlandes accro-

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chées. Suess nous les montre étroitement serrés dans le domaine Sud-Européen, mais s'étalant largement sur toute l'Asie centrale et méridionale, l'Insulinde et jusqu'à la Nouvelle-Zélande.

On peut, avec lui, les grouper en une série de faisceaux qui correspondent à des individualités orographiques plus ou moins nettes (fîg. 276: cf. fig. 273).

Eu Europe, les Alpes nous montrent l'accollement de deux faisceaux différents : le faisceau alpin proprement dit, où les plis sont déversés vers le Nord; le faisceau dinarique, où les plis sont déversés vers le Sud. La soudure se fait le long d'une ligne d'écrasement intense, marquée par des éruptions d'un granité spécial, la tonalité. C'est la cicatrice tonalitiqne, dont l'influence sur le relief se traduit si nettement dans les Alpes orientales (ligne du Gailthal). Les plis dinariques s'étalant sur la péninsule balkanique occidentale, se relient aux plis tauriques, dont les festons déterminent la forme de l'Asie Mineure. Les plis alpins, se continuant par ceux des Karpates, de la Crimée et du Caucase, devraient être rattachés au système des Altaïdes. Les arcs de l'Iran, unis par ceux du Séistan au système Himalayen, appartiennent à une autre série de festons.'

D'une manière générale, les festons de plis sont plus serrés et plus irréguliers en Europe où ils ont été gênés par les massifs anciens, restes des chaînes hercyniennes. En Asie, ils semblent s'être développés avec plus de liberté; les rebroussements de direction, s'ils sont parfois très brusques (Séïstan), sont moins fréquents; chaque arc garde son indépendance. Cependant le dessin général présente toujours une série d'élargissements et de rétrécissements, qui se traduit encore nettement dans le relief.

Il suffit de suivre les lignes tectoniques de la figure 276 sur notre carte hypsométrique pour voir qu'elles ne correspondent pas toujours exactement à des reliefs. Il y a des lacunes particulièrement importantes dans le monde méditerranéen; elles s'expliquent en partie par les effondrements de la fin du tertiaire, dont il sera question plus loin, en partie par les mouvements épeirogéniques qui ont affecté la zone plissée.

L'importance de ces mouvements d'ensemble commence seulement à être reconnue. C'est à eux qu'on doit attribuer le relief des zones de plissement tertiaires (cf. chap. v.) Ils ont déterminé des aires de soulèvement maximum, où l'érosion a enlevé des paquets de couches de plusieurs milliers de mètres d'épaisseur, créant une structure orographique très différenciée, et des aires d'ennoyage où les plis sont masqués sous les alluvions récentes ou même envahis par la mer. Tout porte à croire que ces mouvements se sont produits à plusieurs reprises; on en a des preuves certaines dans les chaînes dont le plissement est le plus ancien, comme les Karpates méridionales; on commence à le soupçonner pour les Alpes (chap. vu).

Mouvements des massifs anciens en Europe. — Le contre-coup des plissements alpins ne pouvait manquer de se faire sentir sur les anciens massifs continentaux. C'est en Europe que ces relations sont le plus nettes. L'histoire de la zone hercynienne apparaît jusqu'au milieu du tertiaire comme la continuation de celle des temps secondaires. Les massifs stables sont plus rarement recouverts par les transgressions ; les mers bordières tendent à devenir des golfes, ou même des mers continentales. Elles évoluent jusqu'à n'être plus par moments que des lagunes saumâtres. Le bassin parisien est occupé presque entièrement à la fin de l'oligocène par un lac. Dans l'ensemble, il y a donc régression. Nous verrons tout à l'heure où se portent les eaux marines ainsi chassées.

Les grands plissements miocènes se répercutent nettement dans toute cette zone. Les couches tertiaires du bassin parisien sont affectées d'ondulations peu accentuées, mais suffisantes pour déterminer l'orientation du réseau hydrographique et des buttes-témoins, comme nous l'avons vu (chap. vu). Ces ondulations épousent les directions des anciens plis hercyniens.

Les massifs anciens eux-mêmes sont affectés de mouvements importants et de caractère complexe. Il y a à la fois soulèvement en bloc et formation d'ondulations à large rayon de courbure de la surface topographique. Le côté le plus soulevé fait face aux plis alpins dans le Plateau Central comme dans l'ancien massif Vosges- Forêt Noire, tel qu'il existait avant la formation du fossé rhénan. Les terrains secondaires ou tertiaires recouvrant partiellement les massifs s'affaissent par paquets le long de failles marginales sur le bord du bloc soulevé (failles des Cévennes, failles du Luxembourg, failles de Thuringe). Mais le massif ancien lui-même ne peut conserver son intégrité; des cassures s'y produisent, et, comme une clef de voûte rompue, des compartiments s'affaissent. Les fossés tectoniques ainsi produits sont généralement orientés dans un sens méridien (fossé rhénan brisant le massif Vosges-Forêt Noire, fossés de la Limagne et du Forez dans le Plateau Central). Ces cassures et ces mouvements verticaux déterminent l'explosion du volcanisme. Presque tous les massifs anciens voient leur relief modifié par l'édification d'appareils éruptifs. La grande extension du volcanisme est un des faits capitaux de l'ère tertiaire. Son activité s'étant prolongée jusqu'au Quaternaire, les formes de relief originales qu'il crée, bien que rapidement détruites par l'érosion, sont encore remarquablement conservées.

Formation des océans. — Ces faits sont assez bien établis pour