CONSIDÉRATIONS THÉORIQUES

Ainsi les parties, aujourd'hui si fortement redressées, de la chaîne des Alpes et des autres régions montagneuses correspondent à d'anciennes dépressions qui, pendant une très longue durée, n*ont cessé de s'approfondir. 11 est permis d'en conclure que le phénomène orogénique est intimement lié aux causes qui accroissent l'activité de la sédimentation, ce qui n'a d'ailleurs rien de surprenant, car on sait que cette dernière est singulièrement favorisée par la mobilité du sol. On peut dire en résumé que le prélude de la formation d'une chaîne est un affaissement survenu sur l'emplacement même ou dans le voisinage immédiat de cette chaîne future.

Théerle d« H. Dméa. — C'est ce que M. Dana (1) a exprimé en plaçant, au début d'un mouvement orogénique, la formation d'un géosynclinaU cV.ts-à-dire d'un large pli concave, au fond duquel les sédiments viennent s'accumuler. Tandis que quelques auteurs ont cru que ce mouvement d'affaissement était la conséquence même de l'entassement des dépôts, comme si Técorce terrestre pouvait avoir assez de flexibilité pour s'enfoncer à mesure que sa surface se charge, M. Dana reconnaît que la formation du géosynclinal dérive d'une cause générale et que c'est elle qui, justement, rend possible l'accumulation des sédiments. Mais il admet, suivant une ancienne sug<;estion due à Herschell, que cette augmentation d'épaisseur de la croûte a pour objet d'y relever les isogéo^ thermes (2) ; car la température ne pouvant guère varier, soit à la surface de la terre, soit au fond des océans, chaque couche d'une trentaine de mètres relève d'environ i*> la température de l'ancien fond de mer qu'elle recouvre. Cette ascension des isogéothermes, dans un géosynclinal où s'accumulent des milliers de mètres de dépôts, aurait pour conséquence le ramollissement, parfois même la fusion de la base de l'écorce solide, et alors la pression latérale qui a fait naître le géosynclinal continuant à se faire sentir, soulèverait cette zone ramollie en l'écrasant contre l'ancien rivage, depuis longtemps consolidé. De cette manière, les chaînes de montagnes viendraient périodiquement, par une suite de ruptures d'équilibre, s'ajouter les unes aux autres, en accroissant chaque fois le domaine continental. A l'origine, une chaîne se composerait d'une suite de plis synclinaux et anticlinaux; mais ces derniers, disloqués à la clef de voûte, seraient facilement attaqués par les agents d'érosion et disparaîtraient les premiers ; au contraire, les plis synclinaux, où les couches ont été fortement serrées les unes contre les autres et parfois renversées, offriraient assez de résistance pour demeurer, à la fin, à l'état de cimes culminantes ; de la sorte, une chaîne d'ancienne date mériterait le nom de synclinorium (3).

Temdanee naturelle an rldemeat. Théorie d*Élle de Beamnont. — En traitant de la répartition des isogéothermes, nous avons déjà montré (4) comment, en vertu même de l'accroissement de la température avec la profondeur,

(1) Manual of Geology, 1875, p. 748.

(2) V. antè, p. 582.

(3) Dana, op. cit., p. 749.

(4) Y. antè, p. 383.

les parties situées sous les chaînes de montagnes doivent être les zonet f câbles de Técorce, tandis que celles qui forment le fond des mers en constituent plutôt les zones résistantes. Il est donc difficile de comprendre le rôle que peut jouer ici Tascension des isogéothermes sous Tinfluence des sédiments accumulés, alors que, déjà, les conditions voulues pour une rupture d'équilibre sont réalisées sur le bord du bassin en voie d^affaissement. L^interrention de cette nouvelle cause de mobilité nous semble tout à fait inutile et il suffit pleinement, pour expliquer le phénomène orogénique, de cette tendance primordiale au ridement, dont l'affaissement du bassin sédimentaire est Tévidente manifestation.

Depuis longtemps cette tendance a été définie par Élie de Beaumont et nous ne saurions mieux faire que de reproduire textuellement les termes dont il s'est servi (i) :

c Le phénomène lent et continu du refroidissement de la terre occasionne une diminution progressive de son rayon moyen et cette diminution détermine dans les différents points de sa surface un mouvement centripète qui, en rapprochant chacun d'eux du centre, rabaisse par degrés insensibles au-dessous de sa position initiale. Ce mouvement centripète est, à la vérité, contrarié partiellement et temporairement, pour certaines parties de la surface, par les bossellements lents occasionnés par l'ampleur surabondante de Técorce ; mais, à la longue, il doit finir par prévaloir universellement. Le peu d'épaisseur de la croûte du globe, la faiblesse de sa courbure et le nombre indéfini de ses fissures s'opposent à ce qu'on admette que cette croûte puisse se maintenir sans appuis ; son poids l'a donc tenue constamment appliquée sur le liquide intérieur. Ce liquide intérieur n'étant plus assez volumineux pour pouvoir la remplir et pour la soutenir partout, si elle avait conservé sa figure sphéroîdale régulière, qui correspond à un maximum de capacité, elle s'est écartée par degrés de celte figure en se bosselant légèrement. Mais un pareil bossellement ne pouvait avoir lieu sans que certaines parties de l'enveloppe éprouvassent une compression, d'autres une extension ; sans que les diverses colonnes de la masse liquide intérieure changeassent respectivement de longueur.

« Tant que la déformation a été excessivement petite, la résistance de l'écorce solide a pu contrebalancer toutes ces causes de rupture ou d'écrasement. Mais comme ces causes sont devenues nécessairement de plus en plus intenses à mesure que la déformation est devenue de plus en plus grande par le progrès du refroidissement, une débâcle a fini par devenir inévitable. La tendance de la masse entière à revenir à une figure à peu près sphéroîdale a fait naître un système de forces graduellement croissantes, qui ont fini par réfluire l'écorce de la planète à diminuer son ampleur incommode par la formation d'une sorte de rempli. Un pareil rempli ne peut avoir une forme plus simple, plus en harmonie avec la figure sphéroîdale et avec le principe de la moindre action ou de la moindre consommation de force vive, que celle d'un fuseau

(1) Notice tur le* syatèmee de montagnes, pp. 4237 et suivantes.

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comprimé latéralement. La formation de chacun des systèmes de montagnes me parait, en efTet, pouvoir s'expliquer par la compression latérale subite d*un fuseau de Técorce terrestre. Les matières que la compression transversale a forcées à chercher une issue au dehors ont passé à travers la surface auparavant unie du terrain (comme le doigt à travers une boutonnière), mais en crevant de bas en haut les assises superficielles, pour former des intumescences allongées. C'est là, si je ne me trompe, le sens dans lequel on emploie habituellement le mot soulèvement. Dans ce phénomène, il faut distinguer le soulèvement relatif rapporté au niveau de la mer et le soulèvement absdu rapporté au centre de la terre. Lorsque les montagnes ont pris leur relief au-dessus de la surface générale du globe, leurs cimes «e sont écartées du centre de la terre, parce que le mouvement de propulsion vers Textérieur qui les a mises en saillie a surpassé le mouvement général de rétrocession de Tensemble de la surface vers le centre, d'où il suit que le mot de soulèvement, appliqué à leur mode de for* mation, est vrai dans un sens absolu aussi bien que relatif, i

C'est en 1852 que ces pages magistrales ont été publiées, et depuis lors il ne nous semble pas que rien soit survenu qui en doive faire modifier une seule ligne. La théorie des soulèvements a été si souvent dénaturée ou mal comprise, qu'il nous a paru tout à fait opportua de reproduire cet exposé de doctrine, où se trouve si clairement affirmé le ri^le des afTaiasements généraux et des compressions latérales, que plus d'un auteur s'est efforcé de faire prévaloir comme une sorte d'invention nouvelle, opposée à l'idée des soulèvements. C'était se donner une peine bien inutile, et il n'est que juste de restituer, à l'illustre auteur de la Notice sur les systèmes de montagnes, l'honneur d*une théorie que nul n'a exposée avec plus de justesse ni de largeur que lui. *

FomMI<Hi dM Mmpll. maptvres d*éq«Ulbre. — Ce rempli, pOUr noUS sei*vir de l'expression du maître, par lequel l'écorce terrestre cherche à diminuer son ampleur, comprend deux choses : une dépression et une saillie se faisant face, suivant la loi que nous avons déjà exposée en partant d'autres con- • sidérations (1 ). C'est la dépression qui se produit la première, en donnant naissance au géosynclinal de H. Dana. A peine, d'abord, la crête en est-elle émergée; à chaque effort qu'elle fait pour s'élever, le travail des vagues s'acharne contre elle et en disperse les matériaux sur le bord du bassin en voie d'approfondissement. Cependant un jour vient où les mêmes forces qui déterminent ce mouvement, aidées, peut-être, par la moindre résistance de l'écorce au-dessous de la crête, ont assez de puissance pour élever cette dernière à une grande hauteur, et alors une chaîne de montagnes est formée. Elle subsistera aussi longtemps que les agents atmosphériques, profitant des mille dislocations de sa surface, n'en auront pas éparpillé les éléments dans les plaines basses et les vallées.

Mais cette rupture d'équilibre n'aura satisfait que pour un temps aux nécessités de l'écorce. Bientôt, sans doute, au large de cette région, désormais consolidée

(1) Y. arUè, pp. 79, 466.

par les efforts mômes de compression qu'elle a subis, peut-être aussi par les roches éruptives injectées dans ses fissures, une nouvelle dépression s*accenluera, destinée à finir un jour par une nouvelle débâcle. C'est alors que, sur les flancs du massif de roches primitives antérieurement émergé, les sédiments épais du littoral et les couches pélagiques du premier bassin apparaîtront à leur tour et viendront former en avant une chaîne plus jeune. L'effort nécessaire aura été plus énergique, parce que l'épaisseur de l'écorce s'est accrue dans Tinlervalle. Aussi la dernière chaîne dominera sans doute la première, et d'autant plus que de celle-ci il ne reste peut-être que des lambeaux.

Telle paraît être la formule générale du phénomène orogénique. On voit qu'il se prépare de longue date et il est permis de dire que le plan en est déjà tracé lorsque les premiers îlots de terrain primitif émergent au milieu de l'océan c^mbrien. Dès que chacun d'eux est constitué, son bord faisant face à la mer marque une zone faible de l'écorce, peut-être une cassure dont l'une des parois continuera à glisser sur l'autre et le long de laquelle l'activité sédimentaire est assurée. C'est donc là que, plus tard, se heurtera l'effort de compression latérale venant du large. Quand surviendra la résolution de cet effort, c'est-à-dire, ce qu'on peut appeler la catastrophe (à la condition de ne pas considérer le phénomène comme absolument instantané) (1), les choses se passeront différemment suivant la résistance des roches affectées par le plissement de la crête du rempli. Mais, si plastiques qu'elles soient, il est inévitable que, dans celte partie dilatée, des ruptures se produisent, divisant la masse en voussoirs séparés par des failles et destinés h jouer les uns par rapport aux autres pendant que se produit l'effort transversal d'écrasement; et dans ce jeu mutuel réside lesecr^ des dislocations si variées dont les montagnes nous offrent le spectacle.

Direction éem chaînes. — La direction d'une chaîne est déterminée par le grand axe de la dépression qui forme la base du rempli et c'est transversalement à cette direction que doit, en général, se propager l'effort de dislocation. S'il ne rencontre sur sa route aucun obstacle, son action se traduira, suivant les cas, par des plis et des cassures parallèles. Mais s'il arrive que, sur son chemin, se présentent des massifs plus résistants, l'effort, en butant contre ces zones rigides, devra éprouver une déviation ; les sédiments plus ou moins plastiques de la surface, serrés contre ces obstacles, s'y relèveront en plis ou en failles à gradins, suivant une direction sensiblement parallèle au front de la zone résistante et ainsi un même effort donnera lieu à des systèmes d'accidents pouvant différer beaucoup par leurs alignements, comme c'est le cas pour le jura et les Alpes.

Les chaînes de montagnes déjà formées figurent nécessairement parmi les zones rigides de l'écorce; car les couches y sont devenues compactes en raison des efforts qu'elles ont subis et la pression y a souvent relevé, à de grandes hau-

(4) C'est l'errour répandue par F. Arago, qui, en popularisant, dès son apparition, la Ihéoric des soulèvements, a laissé croire, bien contrairement aux Tues de son auteur, que les moniagnes avaient dû pousser comme des champignom.

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teurs, les massifs cristallins rigides, autrefois enfouis dans la profondeur. Aussi ne voit-on jamais deux chaînes de montagnes se traverser mutuellement (1).

Dlassmétrie des rldemeais. — Puisque FeCTort orogénique se résume dans la tendance à la formation d'un rempli, cet effort ne peut qu'exceptionnellement donner naissance à de grands plis anticlinaux avec versants d'égale pente. Le refoulement doit tendre à faire naître des plis dissymétriques et cehii des versants de la région soulevée qui fait face à l'ancienne dépression, d'où vient la poussée latérale, est destiné à rester beaucoup plus abrupt. C'est aussi de ce côté que devront se produire les plus importantes fractures et que, s'il y a lieu, les roches éruptives tendront à se faire jour, poussées au dehors par l'effort qui comprime Técorce.

C'est de cette maïiiëre, en effet, que les choses se sont passées en beaucoup de points. Nous n'avons qu'à rappeler ce que nous avons dit au début sur la dissymétrie remarquable de presque toutes les chaînes de montagnes, le jura, les Alpes lombardes, les Pyrénées, l'Himalaya (2). Le Balkan se termine au sud en un versant abrupt, dont le pied est formé par une grande faille, qu'on peut suivre sur une étendue considérable et qui est jalonnée par une ligne presque ininterrompue d'épanchements éruptifs (3). De même, le versant méridional abrupt de là chaîne des Alpes est beaucoup plus riche en roches éruptives que le versant nord, où l'altitude s'abaisse graduellement par ondulations successives. Enfin c'est sur le versant le plus raide des Andes et des chaînes qui composent les Montagnes Rocheuses que les phénomènes volcaniques se sont manifestés avec le plus d'intensité.

Bauienr des ehatnes. — Remarquons maintenant que la hauteur absolue des chaînes n'est pas un critérium sufQsant pour juger de l'intensité de l'effort qui a déterminé leur. soulèvement. En effet, puisque le phénomène orogénique a dû affecter une certaine durée, les rides les plus anciennes ont eu plus à souffrir que les autres de la part des agents d'érosion. Tel massif cristallin, aujourd'hui couronné par quelques lambeaux de couches sédimentaires, en portait peut-être autrefois une puissante couverture, que l'érosion a eu le temps de faire disparaître. 11 est donc très possible que certaines chaînes, telles que les Alpes, le Caucase et l'Himalaya, doivent à leur jeunesse relative le privilège qu'elles ont de dépasser en hauteur les Pyrénées, exposées depuis un temps beaucoup plus long aux attaques extérieures. Néanmoins il convient de reconnaître que, plus l'écorce terrestre devient épaisse et plus la débâcle qui termine un effort orogénique doit être énergique. Cette seule cause pourrait donc suffire pour expliquer le privilège d'altitude des chaînes les plus modernes.

LoeallHaaoB de l'effort orogénique. — L'effort nécessaire à la formation d'un rempli ne peut se faire sentir à la fois sur toute la surface du globe. 11 se

(1) Heim, op. cit„ p. 220.

(2) V. antè, p. 78.

Ç)) Uochslelter in Suess, Entslehung der Alpen^ p. 47.

concentre dans une zone déterminée qui, sur une sphère homogène et non encore découpée en segments par des dislocations antérieures, ne semble pas susceptible de prendre une autre forme que celle d*un fuseau. Quant à Taroplitude de ce fuseau, Tobservation prouTe que jamais elle n'atteint le dixième de la surface de la sphère. Les accidents orogéniques sont donc essentiellement limités sous le rapport de Tamplitude et les discordances qu'ils inti*oduisent ne peuvent avoir d'effet en dehors de la zone du fuseau comprimé.

C'est ce qu'Élie de Beaumont a toujours reconnu, comme il résulte des lignes suivantes : « Si l'on suit deux formations à des distances plus ou moins considérables des points où la discordance de stratification se manifeste, on trouve les secondes posées sur les premières en stratification parfaitement concordante (voir fig. 156, page 651) et même liées à elles par un passage plus ou moins graduel, qui prouve que le changement survemi dans la nature du dépôt s'est opéré sans que le phénomène de la sédimentation ait été 9ttq>endu (1). » Le terme de Révolutions^ dont on s'est si souvent servi pour désigner le trouble apporté dans l'hisloire du globe par le redressement des montagnes, doit donc être entendu dans un sens restreint et ce n'est jamais que sur une fraction de la surface terrestre que la perturbation qui en résulte manifeste ses effets. Telle n'est pas, sans doute, la manière de voir qui a régné dans la science au début de ce siècle; mais la lumière est faite à cet égard et personne n'admet plus aujourd'hui de ces catastrophes successives dont chacune aurait entraîné le complet renouvellement des organismes sur notre planète.

CoB«éq««Bees de la darée du phénoB^ae •r«géaiq««. -~ Le soulèvement d'une chaîne étant l'œuvre d'un effort progressif (bien que rapide, relativement à la durée habituelle des périodes géologiques), à mesure que le sol se soulève, les agents extérieurs, dont la puissance est proportionnelle aux différences de niveau dont ils disposent, doivent immédiatement s'appliquer à l'attaque par érosion du terrain émergé. Ce dernier s'y prête d'ailleurs par les innombrables fractures que les efforts de dislocation n'ont pu manquer d'y faire naître, et ainsi le travail du creusement des vallées doit commencer, dans les montagnes,, aussitôt que le phénomène orogénique a produit une émersion sufBsante. Il peut donc y avoir des vallées de très ancienne date. De ce nombre sont probablement la plupart de ces vallées transversales (2) qui, prenant naissance dans l'axe cristallin d'une chaîne, traversent ensuite, dans une gorge étroite, des chaînes secondaires souvent très éloignées de la première. Ce phénomène a été étudié par M. Tietze dans les Carpathes et en Perse, où il parait impossible à expliquer, soit par les érosions actuelles, soit par des fractures préexistantes. Plusieurs vallées pyrénéennes peuvent ainsi dater d'une assez haute antiquité, de telle sorte que leur formation définitive aurait été traversée par de nombreux incidents géologiques.

(1) Notice sur let êytthneê de montagnes, p. 7.

(2) Tietxe, Jahrbuch der k. k. geol, Reicheanetalt, 1878, IIYIII, p. 58i.