COUP D*CEIL SUR L*HISTOIRE OU DÉVELOPPEMENT DE LA SCIENCE GÉOLOGIQUE

La Géologie, par la date de sa constitution définitive, est peut-être la plus jeune des sciences, ce qui ne surprendra personne si Ton réfléchit qu*ayant besoin, pour construire sa synthèse, du secours de toutes les autres branches de nos connaissances, elle ne pouvait commencer à prendre son essor avant que ces dernières fussent en possession de leurs principaux résultats. Or, la minéralogie date seulement de la fm du dix-huitième siècle ; la chimie s* est constituée à la même époque, et c est à peine si la connaissance méthodique du monde organique peut se prévaloir d'une origine plus ancienne. D'après cela, qui pourrait reprocher à la Géologie de n'avoir pris rang parmi les sciences que dans la première partie du siècle où nous sommes?

Mais si, à l'état de coips de doctrines reconnu, la science du globe ne compte que peu d'années d'existence, ses premiers bégaiements, si l'on peut s'exprimer ainsi, remontent aussi loin que l'histoire puisse nous conduire. La raison en est simple et, pour la découvrir, il suffît de considérer de quelle façon les sciences humaines prennent naissance.

A la différence de la Minerve antique, qui sortait tout armée du cerveau de Jupiter, il n'e^st aucune science qui soit le produit immédiat d'un effort réfléchi et prémédité de notre intelligence. Nos connaissances ont une origine plus modeste et, ajoutons-le, plus solide. Elles découlent spontanément et d'une manière en quelque sorte inconsciente du travail que l'homme est forcé de s'imposer pour subvenir aux diverses nécessités de sa nature.

En effet, le jour où, par suite du développement de la civilisation dans une société, les besoins de l'homme ne trouvent plus une satisfaction suffisante dans les industries qui peuvent s'exercer au sein de la famille, la division du travail apparaît et engendre les métiers. Ceux-ci deviennent des art», quand la complication de leurs procédés a suffisanunent grandi pour nécessiter tout un code de règles ou plutôt de recettes, que l'usage seul justifie et dont les générations se transmettent la tradition, sans chercher d'abord à en pénétrer la raison d'être. Or, ces règles empiriques ne sont, en réalité, rien autre chose que la traduction, plus ou moins voilée, des rapports qui unissent entre eux certains phénomènes de même nature. Un jour arrive où quelque esprit supérieur entrevoit ces rapports et réussit à leur donner une expression philosophique, c'est-à-dire dégagée de tout souci d'applications pratiques. A ce moment, une science est fondée et chacune des étapes de son développement sera désormais marquée par un nouveau progrès dans la voie des abstractions. Après avoir, au début, substitué à la notion des objets utiles celle de la matière concrète, l'esprit humain apprend à analyser cette matière, et à y découvrir des éléments abstraits dont il détermine

peu à peu les diverses propriétés. C'est ainsi que, de progrès en progrès, il peut arriver à tout réduire à des mouvements que des points matériels, de masse défmie, exécutent sous l'empire de forces dont la loi est connue. Parvenue à ce point, la science a atteint son apogée; elle est devenue mathématique j c'est-à-dire qu'elle n'a plus affaire qu'à ces abstractions suprêmes qui s'appellent la masse, l'espace et le temps, dont les rapports peuvent se traduire dans le langage rigoureux de l'algèbre et de la géométrie.

Appliquons ces principes à la Géologie. A partir du jour où l'homme a connu l'usage des métaux, une impérieuse nécessité a dû diriger ses efforts vers la découverte de règles pratiques, propres à réduire les longs et coûteux tâtonnements qu'entraînait la recherche de ces précieuses substances. De ce besoin sont sortis deux arts : l'art de distinguer les minéraux utiles, qui, plus tard, devait engendrer la chimie et la minéralogie; et Y art des mines, duquel est issue la Géologie. Encore bien qu'aucune tradition ne nous ait fait connaître les règles, sans doute très précises, à en juger par les résultats, qui guidaient les anciens mineurs dans la poursuite des gîtes métallifères, on ne saurait hésiter à faire remonter à cette source l'origine des premières spéculations sur la formation du globe, dont nous retrouvons la trace chez la plupart des philosophes de l'antiquité. Partout où le sein de la terre était mis à découvert, soit par des mines, soit par des carrières, l'attention des observateurs devait être sollicitée par de nouveaux faits, susceptibles, pour les uns, de se traduire en règles pratiques et, pour les esprits curieux, d'éveiller l'idée des causes sous l'empire desquelles la croûte solide a pu se constituer.

Malheureusement les temps n'étaient pas mûrs pour une saine interprétation des choses et, si ingénieuses que pussent être les conceptions de certains philosophes, toutes se ressentaient du caractère, essentiellement local, des observations sur lesquelles elles avaient été fondées. Ce penchant à vouloir façonner tout le globe à l'image du coin de terre qu'on habite se retrouvera d'ailleui's longtemps encore dans l'histoire de la science, et ce n'est pas avant la fin du dix-huitième siècle que le progrès des voyages imposera aux observateurs une plus grande largeur de vues.

C'est ainsi que, dès le début, sous l'influence du spectacle des phénomènes qui se produisent dans le milieu environnant, on voit naître les deux écoles entre lesquelles se partageront désormais les théoriciens : d'une part, les neptuniens et, au premier rang. Thaïes de Milet et Xènophane de Colophon, qui considèrent l'eau comme le principe créateur par excellence, parce qu'ils ont puisé leurs inspirations en Egypte, où tout gravite autour du grandiose et bienfaisant phénomène des inondations du Nil; d'autre part, les plutoniens qui, avec Zenon, Empédocle et Heraclite, impressionnés surtout par les éruptions volcaniques de l'Archipel grec, attribuent au feu le rôle principal dans la formation du globe.

Comme d'ailleurs, entre deux affirmations contraires, les esprits modérés tendent naturellement à chercher un moyen terme, l'école éclectique apparaît

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déjà avec P\'lliagore, qui suppose que, par le jeu des phénomènes volcaniques, la terre ferme et la mer ont tour à tour changé de domaine.

Les coquilles et les ossements fossiles ne pouvaient manquer d'attirer de bpnne heure Tattention des observateurs. Quand il s'agissait d'espèces assez semblables à celles qui peuplent aujourd'hui les mers, l'idée de changements dans le niveau relatif de la terre et de l'océan se présentait naturellement à l'esprit. Mais partout où ces restes d'organismes offraient, avec ceux de l'époque actuelle, des différences notables, leur présence dans le sein de la terre ferme faisait naître les interprétations les plus étranges. Ainsi la ressemblance des nummulites d'Ég\-pte avec des lentilles accréditera l'idée que ce sont les restes pétrifiés des immenses provisions, accumulées par les Pharaons pour la nourriture des esclaves qu'ils employaient à la construction des Pyramides. Ailleurs, les mêmes fossiles, par suite de leur analogie avec des pièces de monnaie, deviendront les trésors, métamorphosés en pierres, de quelque pei*sonnage légendaire. Les ossements des grands mammifères seront attribués à la race éteinte des géants et les empreintes de poissons, si remarquables, de quelques gisements méditerranéens, serviront de prétexte à des divagations dont il est douloureux d'avoir à faire remonter la paternité jusqu'à Aristote. C'est en effet sous l'autorité de ce grand philosophe que s'est abritée, durant tout le moyen âge, la bizarre doctrine professée par les scolastiques, pour qui les fossiles n'étaient que des jeux de la nature, produits, sous l'influence variable des constellations, par une force plastique mystérieuse, inhérente au globe terrestre.

Laissons donc de côté tous ces premiers essais de construction de théories géogéniques, plus intéressants pour l'histoire de l'esprit humain que pour celle de la Géologie (i) et, cessant d'attendre quelque lumière d'écoles philosophiques auxquelles les vraies méthodes scientifiques sont ci complètement étrangères, interrogeons les écrits de ceux qui, sans prétendre au titre de savants, ont puisé leur expérience dans un commerce en quelque sorte quotidien avec les profondeurs du globe terrestre.

Pour y trouver quelques aperçus dignes de remarque, il faut arriver jusqu'au seizième siècle. C'est l'époque où Léonard de Vinci, instruit par les fouilles que sa carrière d'ingénieur lui a fourni l'occasion d'exécuter à travers les sédiments pliocénes d'Italie, reconnaît la vraie nature des fossiles et soupçonne le mode de formation des dépôts détritiques. C'est aussi celle où Bernard Palissy, conduit par son industrie à exploiter en grand des argiles fossilifères, s'offre, lui « simple potier de terre», à prouver, contre tous les docteurs de Sorbonne, que les fossiles sont les débris d'organismes, ayant vécu au lieu môme où on les observe • pendant que les rochers n'estoyent que de l'eau et de la vase, lesquels depuis ont esté pétrifiés, après que l'eau a défailly (2). » Enfin c'est le temps où

(1) Consulter à ce sujet le livre de H. Ch. Sainte-Claire Deville, Coup (Cceil hittwique sur la Géologie, etc., Paris, 4878.

(S) Palissy in Sainte-Claire Derille, op. cit., p. 110.

Agricola consigne, dans son grand ouvrage de Re metalUca, les résultats de l'expérience acquise par lui dans les mines de la Saxe, et intercale, au milieu de •détails exclusivement pratiques, quelques remarques intéressantes sur la relation •des phénomènes des filons avec ceux des volcans.

Cependant il devait s'écouler encore près d'un siècle avant que de ces vues éparses, suggérées à d'ingénieux esprits par l'examen des profondeurs terrestres, sortît un véritable coips de doctrine. L'honneur de cette transformation était réservé au danois Nicolas Sténon. Anatomisle distingué et préparé, par ses travaux favoris, au genre d'obsenations analytiques que réclamait l'étude de la croûte du globe, Sténon trouva en Toscane, où l'avait appelé le grand-duc, l'occasion de précieuses constatations, dont il fit connaître les résultats, en 1669, dans un opuscule intitulé : De solido intra sdidum naturaliter contenta Dissertationis Prodromus. Le caractère détritique des éléments qui forment les couches du sol toscan, ainsi que leur disposition, conforme aux lois de la pesanteur agissant au i^ein d'une masse liquide, y sont nettement affirmés. Avec une rare sagacité, l'auteur en déduit l'horizontalité primitive des dépôts et arrive à cette conclusion remarquable, que l'inclinaison actuelle des couches doit résulter des changements survenus dans leur gisement originel, sous l'influence des feux souterrains.

Sténon n'en reste pas là ; après avoir distingué les roches volcaniques de celles qui sont stratifiées et, parmi ces dernières, les terrains primitifs, c'est-à-dire antérieurs à l'apparition des organismes, de ceux qui en contiennent les dél)ris, il reconnaît plusieurs époques distinctes dans la formation du sous-sol de la Toscane, et établit avec une grande netteté la différence d'âge entre les terrains de la plaine subapennine et ceux qui forment le noyau du massif montagneux.

On a souvent pensé que Sténon qui, de 1664 à 1666, s'était trouvé en relations suivies avec Descartes, avait pu puiser le germe de sa théorie dans les conversations de ce grand philosophe. Il est certain que, dès 1644, Descartes publiait à Amsterdam ses Principes de la philosophie où, par une intuition du génie, il représente la terre comme un astre éteint, conservant dans son intérieur un feu central, cause des émanations métallifères et des dislocations de la croûte terrestre. Nous croyons néanmoins que, sans diminuer le mérite du philosophe français, on peut restituer à Siénon l'entière paternité des idées énoncées dans son Prodrome. Elles sont le fruit direct de l'étude du terrain; la spéculation théorique n'y a aucune part, et l'enchaînement qui rattache les faits signalés aux explications proposées est si parfaitement rigoureux qu'il n'est pas nécessaire d'y chercher d'autre influence que celle d'observations bien faites, discutées avec une remarquable vigueur de raisonnement. Au contraire, la trace des doctrines <le Sténon est manifeste dans les idées émises dès 1695 par Leibnitz et qui peuvent passer pour une heureuse combinaison des principes posés par le savant danois avec la conception fondamentale de Descartes.

Et pourtant, sauf cette exception, l'œuvre de Sténon devait demeiu'er longtemps

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stérile. Pendant plus de cent années encore, les naturalistes, oublieux des saines méthodes que Fauteur du Prodrome avait inaugurées, perdront leur temps à édifier des théories géogéniques, où Timagination aura une part prépondérante, sinon exclusive. A peine si, dans le nombre, il conviendra de distinguer les vues de Lazzaro More (1740) sur le foyer de chaleur interne, ainsi que la théorie de la terre de BufTon, publiée en 1749 et plus remarquable par l'éclat du style que par la puissance des déductions. Aussi, durant cette période, la Géologie ne fpra-t-elle aucun progrès sérieux jusqu'au jour où Werner, réunissant tous les faits observés dans les filons de la Saxe et demeurés avant lui sans connexion logique, fera sortir de Tart des mines une véritable science et fondera Técole de Freyberg (1774 à 1791).

Doué d'un merveilleux talent d'observation et d^analyse, incomparable dans l'art des classifications, Werner est le père de la nomenclature géologique. Son influence, accrue par le charme de sa parole, a suscité de remarquables travaux, et l'empreinte de son enseignement restera profondément gravée dans une science demeurée fidèle à la plupart des dénominations créées par le grand mineur saxon. Mais il ne subsistera prescpie rien de l'édifice théorique, si exclusivement neptunien, qu'il avait élevé. C'est qu'en Géologie il ne suffit pas de bien observer une région circonscrite. 11 faut encore la comparer aux régions voisines et se garder, par-dessus tout, de cet esprit de particularisme qui porte à étendre au globe entier des conclusions tout au plus applicables au coin de terre qu'on a le mieux étudié. A quel point les conceptions de Werner étaient entachées de ce défaut, c'est ce dont témoigne suffisamment son dédain pour les phénomènes volcaniques, qu'il regardait, ne les ayant jamais obsenés par lui-même, comme des accidents secondaires, causés par l'inflammation spontanée de gisements de combustible! Et plus tard, pour détruire cette conviction dans l'esprit de ses plus éminents disciples, il ne faudra rien moins que de longs voyages, entrepris dans toutes les contrées du globe et prouvant, jusqu'à l'évidence, l'ampleur et la généralité du rôle joué par les volcans.

Du reste, il serait injuste de faire aux contemporains de Werner un grief excessif du caractère exclusivement local de leurs obsei-vations. Avant la fin du du dix-huitième siècle, la difficulté des communications était trop grande pour qu'un voyage géologique de long cours fut chose réalisable. Ne suffit-il pas de rappeler qu'en 1741, quand Pocock et Windham vinrent planter leur tente au bord de la Mer de glace, ils crurent devoir prendre, contre les habitants de Oiamonix, les mêmes précautions que s'ils avaient eu affaire à une tribu de sauvages?

Une ère nouvelle s'ouvrit pour la Géologie le jour où les progrès de la sécurité publique, joints à l'amélioration des moyens de transport, permirent aux curieux de la nature d'entreprendre ces explorations fécondes où s'illustrèrent, parmi tant d'autres, les Pallas, les Dolomieu, les Desmarets, les Saussure. L'horizon, jusque-là si borné, des premiers géologues s'élargit singulièrement et l'on apprit

à soupçonner que les théories en apparence les plus opposées pourraient bien renfermer une égale part de vérités. G*est ainsi que les neptuniens les plus déclarés purent apprécier, grâce à un simple voyage d'Ecosse, tout ce qu'il y avait de fondé dans les doctrines, si diamétralement opposées à celles de Freyberg, qu*Hutton et ses continuateurs développaient avec tant de succès en Angleterre, pendant que le continent presque tout entier subissait aveuglément Tinfluence de Werner. De la même façon, quand, en 1771, Desmarets visita l'Auvergne, son expérience des volcans dltalie lui fit reconnaître sans hésitation le véritable caractère de la chaîne des Puys, deviné, vingt ans auparavant, par Guettard et si complètement méconnu dans le pays qu'on s'obstinait à y voir des amas de scories, abandonnés par les métallurgistes de l'antiquité.

Mais ce n'était pas assez encore. 11 ne suffisait pas d'avoir considérablement agrandi le champ des observations géologiques; il fallait leur procurer une continuité dont jusqu'alors elles avaient été dépourvues. Quelque profondes que pussent être les excavations des carrières et des mines, chacune d'elles, le plus souvent, ne permettait d'explorer qu'un terrain strictement limité, dont les relations avec les roches voisines demeuraient plus ou moins obscures. Les pays de montagnes, où ces relations étaient le moins masquées par la végétation, offraient, en raison de leur complication particulière, des difficultés insurmontables pour une science à ses débuts. Par suite la solution des principaux problèmes de la stratigraphie devait demeurer en suspens aussi longtemps que les géologues n'auraient pas à leur disposition, dans les pays à stratification régulière, des tranchées étendues, entamant les divers terrains sans égard à leurs qualités industrielles intrinsèques.

De grands travaux publics pouvaient seuls donner satisfaction à un tel besoin. La vive impulsion dont ces travaux furent l'objet dans le passage du dix-huitième siècle au dix-neuvième eut donc pour la Géologie une importance capitale. L'Angleterre, où les circonstances du sol étaient tout particulièrement favorables à l'observation, avait alors la bonne fortune de posséder, parmi les ingénieurs occupés à la construction de ses routes, un de ces hommes chez qui la netteté du coup d'œil et l'esprit de méthode produisent des résultats dignes du plus grand génie. William Smith, en dressant consciencieusement le catalogue des strates qu'il avait rencontrées, reconnut que chacune d'elles était caractérisée par des fossiles spéciaux. Dès ce jour, la science géologique était dotée de son plus puissant moyen d'information. Ces pétrifications, naguère si méconnues, qu'Agricola attribuait à la fermentation d'une matière grasse mystérieuse et dans lesquelles, en 1670, un habile conchyliologiste, Martin Lister, voyait encore des jeux de la nature, étaient destinées à devenir l'instrument par excellence de la distinction des périodes et, grâce à ce secours, la Géologie allait désormais marcher à pas de géant dans la voie des découvertes.

G'est d'ailleurs le moment où toutes les sciences prennent définitivement leui* essor. Grâce à Lavoisier, la chimie a trouvé sa voie et est en état de substituer»

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pour la définition des éléments minéraux du globe, des formules précises aux vagues indications du passé. Rome de Flsle et Haûy viennent de fonder la cristallographie et entre les mains de leurs continuateurs, le goniomètre permettra d'établir avec quelque rigueur la composition des roches cristallines. En même temps, le goût de la Géologie se répand en dehors des savants de profession. Une société libre se fonde en Angleterre pour en propager l'étude et, tandis qu'en France, Cuvier et Brongniart font paraître leur Description des environs de Paris^ ce chef-d'œuvre d'exactitude et de méthode, de l'autre côté du détroit, la stratigraphie est assez avancée pour que, dès 1820, Greenough puisse publier sa belle carte géologique. Les gouvernements commencent à comprendre l'importance de ce genre de travail et bientôt, chargés officiellement, sous la direction de Brochant de Villiers, de la reconnaissance du sous-sol français, Élie de Beaumont et Dufrénoy vont préluder à l'entreprise qui doit illustrer leurs noms par une visite au pays où s'exerce déjà la féconde activité des de la Bêche, des Sedgwick et des Murchison.

Les envii'ons de l'année 1830 marquent le point culminant de cette première phase d'activité. Léopold de Buch et Alexandre de Humboldt, ces deux disciples de Werner, qui ont vu leurs préjugés d'école s'évanouir au contact direct de la nature, interrogée par eux sous les latitudes les plus diverses, ont fait connaître, le premier, ses vues si neuves et si hardies sur les dolomies du Tyrol et les systèmes de montagnes, le second, ses précieuses observations sur les contrées équatoriales. Cuvier a publié, avec ses magnifiques recherches sur les ossements fossiles, son mémorable Discours sur les Révolutions du Globe, Enfin Élie de Beaumont vient d'étonner le monde savant par sa théorie de l'âge relatif des montagnes. D'autre part, Lyell, réagissant, non sans excès, contre les exagérations de la doctrine des cataclysmes, publie au môme instant son livre des Principes, qui fera de lui, non seulement le chef incontesté de l'école des causes actuelles, mais le plus puissant vulgarisateur d'une science jusqu'alors réservée aux inities. C'est aussi l'heure où la Société Géologique de France s'organise et pose le principe de ses réunions extraordinaires annuelles, destinées à exercer une si heureuse influence sur la solution des problèmes que soulèvent notre sol et celui des territoires avoisinants.

Ici se termine ce qu'on peut appeler l'âge héroïque de la Géologie. Cette science est désormais fondée ; elle n'a plus qu'à s'étendre en se consolidant et, de môme qu'elle a dû ses premiers progrès aux consciencieuses observations de ceux que leur travail de chaque jour mettait en contact direct avec les profondeurs du globe, de même elle attendra la plupart dp ses conquêtes du développement, de plus en plus accentué, des travaux publics. C'est ainsi que, peu d'années après 1850, Tactivilé déployée, dans toute l'Europe occidentale, pour la construction des routes, devient, par les coupes naturelles qui en sont la conséquence, l'occasion de nouvelles et précieuses constatations. Mais cette source sera bien autrement féconde quand apparaîtront les chemins de fer qui, sur une foule de

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points, mettront à découvert des sections décisives par leur ampleui* en même temps que des gîtes fossilifères d'une richesse inespérée.

Celte phase nouvelle est celle où nous sommes. Elle est caractérisée par une telle activité scientifique qu'il y aurait trop à faire à vouloir énumérer seulement tous les travaux qui contribuent à son éclat. Partout l'œuvre des cartes géologiques est reprise sur une plus vaste échelle; les commissions d'exploration sont à l'œuvre jusque dans les contrées les plus reculées du globe et il est des pays où le travail du géologue, marchant de pair avec celui du topographe et du pionnier, marque la première prise de possession, par le monde civilisé, de régions où jusqu'alors quelques hardis sauvages avaient seuls porté leurs pas.

La Géologie n'est donc plus aujourd'hui cette science conjecturale qui, au début du siècle, prétait à rire aux esprits forts et dont il était permis de dii'e que, pour chaque fait observé, elle tenait en réserve deux explications absolument opposées. Longtemps discréditée par les incessantes controverses des neptuniens et des plutoniens, elle a \u peu à peu les doctrines exclusives des écoles rivales se fondre, en quelque sorte, les unes dans les autres, à mesure que les observations, en se multipliant, mettaient de mieux en mieux en évidence l'extrême variété des procédés de la nature. Dans le domaine des faits, le progrès accompli est immense. Tandis qu'en iSoO une très petite partie de notre ^ieillo Europe avait été l'objet d'explorations encore bien sommaires, aujourd'hui le globe presque tout entier est connu dans ses traits principaux. Il n'est pas jusqu'aux grandes profondeurs des mers qui n'aient été fouillées par la sonde, aussi bien dans le Pacifique que dans l'Atlantique. Les innombrables richesses paléontologiques que de telles recherches ont mises au jour ont apporté, sur les conditions physiques des diverses époques de l'histoire terrestre, des documents dont l'importance et la précision vont s' accroissant chaque jour. En même temps, les roches compactes, si longtemps rebelles à l'analyse, ont fini par livrer au microscope polarisant le secret de leur constitution et même, parfois, jusqu'à des traces des liquides au milieu desquels la consolidation de ces roches a eu lieu.

Il est superflu d'insister sur le secours qu'un lel accroissement de nos connaissances positives apporte à rétablissement des théories géogéniques. Le moment n'est sans doute pas éloigné où l'accord se fera sur la plupart d'entre elles. En tout cas, il en est déjà qui ont pu recevoir, de l'expérimentation direcle. une consécration précieuse et les études de M. Daubrée, reprenant avec éclat la voie autrefois ouverte par James Hall, nous ont appris récemment qu'il n'est pas absolument chimérique de vouloir imiter de loin les procédés du grand laboratoire de la nature.

En résumé, il ne serait plus juste aujourd'hui d'écrire, comme pouvait le ftiire Élie de Beaumont en 1845, que « la Géologie est une science en construction, dont on ne pourrait môme encore indiquer le plan complet que d'une manière con-

jecturale (i). » Si quelques détails de Tédifice demeurent incertains, les grandes lignes en sont nett^îment dessinées et nous ne croyons pas qu'on s*expose à encourir le reproche de témérité en essayant, comme nous allons le faire, d'en définir Tarchitecture générale. Il est bon d'ailleurs, au moment d'entreprendre une aussi longue étude, de connaître au moins l'orientation du chemin qu'on va paixourir. Si décidé qu'on soit à ne prendre pour guides que l'observation et rexpérience, encore nous semble-t-il salutaire de grouper tous les faits qu'on recueille autour de quelque idée directrice. Que ce soit notre justification si, au début de ce livre, nous croyons devoir placer un essai de synthèse que d'autres, plus rigoureux, n'accepteraient peut-être qu'à titre de résumé, venant conclure une analyse patiemment poursuivie.

Tout le monde connaît la remarquable hypothèse par laquelle Laplace a tenté d'expliquer la formation du système solaire. Dans cette conception, le soleil, les planètes avec leurs satellites et les comètes seraient les produits successifs de la condensation d'une nébuleuse unique, primitivement animée d'un mouvement de rotation sur elle-même. Ce n'est pas ici le lieu d'insister sur les détails de cette hypothèse. Nous rappellerons seulement que M. Faye (2) en a modifié l'exposé dune façon très heureuse, qui fait disparaître certaines objections graves, tirées de l'étude des planètes extérieures. L'analyse spectrale est d'ailleurs venue donner aux vues de Laplacé une confirmation d'une haute valeur, en nous apprenant que l'atmosphère lumineuse du soleil contient, à l'état de vapeurs, la plupart des corps simples qui composent l'écorce terrestre. D'après les recherches de M. Cornu, les substances les plus répandues à la surface du soleil seraient le fer, le nickel et le magnésium. Or ce sont justement les principaux éléments des inélêorites, qui circulent dans le voisinage de la terre et, en môme temps, ceux des roches lourdes qui paraissent dominer dans les profondeurs du globe.

Déplus, si l'on considère que les planètes ont une densité d'autant plus grande quelles sont plus voisines de l'astre central, on reconnaîtra que cette dispo.sition concorde à mer\eille avec l'hypothèse qui les fait dériver de parties de plus en plus profondes de la même nébuleuse.

il ne nous parait donc guère possible de révoquer en doute l'identité générale de composition des astres du système solaire, ni de se refuser A admettre que tous, ayant la même origine, ont dû parcourir, dans leur développement, des phases analogues depuis le moment de leur individualisation. Si le soleil a seul conservé un état calorifique qui lui permet d'émettre une lumière propre, c'est

ii) Lrçoni de Géologie pratique, t. I, p. 53.

{i) ùmpie$ rendus deê séances de V Académie des sciences, tome XC. n'»' H et 12.

que, réunissant en lui-même les Ç^ de la niasse totale contenue dans la nébuleuse primitive, il a été à la fois plus lent dans sa concentration et mieux préservé, par ses dimensions, contre les causes de dissipation d'énergie. D'ailleurs la thermodynamique nous invite à considérer le mouvement centripète, incessamment poursuivi, des particules solaires, comme la cause à laquelle il convientd'attribuer la conservation de cette chaleur qui, faute de se renouveler à quelque 8om*ce mécanique ou physique, cesserait bientôt de suffire à sa tâche.

Notre terre serait donc bien, comme Ta depuis longtemps soupçonné Descartes, un astre éteint. Sa forme sphéroïdale, son aplatissement polaire, la distribution des matières dans son intérieur, conforme à l'ordre croissant des densités, attestent suffisamment la mobilité originelle des éléments du globe terrestre et leur aptitude à obéir aux sollicitations de la force centrifuge. D'un autre côté, il est naturel de cherclier la cause de cette mobilité dans un état calorifique dont les restes se révèlent à nous par l'augmentation, universellement constatée, de la température avec la profondeur et, mieux encore, par les manifestations, si puissantes et si répandues, de l'activité volcanique. Puisque ces considérations s'accordent avec les déductions astronomiques que nous venons de rappeler, en voilà plus qu'il n'en faut, selon nous, pour justifier la croyance à la fluidité primitive du globe et pour nous autoriser à faire remonter son histoire jusqu'au jour où, lumineux par lui-même, il brillait dans le ciel d'un éclat qui n'avait rien d'emprunté.

Cette phase stellaire du globe n'a pas dû être de longue dm'ée et le moment est vite arrivé, sans doute, où ce soleil en miniature, perdant sa chaleur par rayonnement dans l'immensité de l'espace, a vu la température s'abaisser à sa surface au point de n'y plus permettre l'existence de matériaux en fusion. Par suite, quels que soient les phénomènes qui se sont passés dans le voisinage du centre, sous l'empire de conditions physiques trop exceptionnelles pour que nous puissions même les analyser, l'extérieur, demeuré liquide, n'a pu manquer de se couvrir d'une croûte, peut-être discontinue au début, mais bientôt réunie en une seule enveloppe. Il est vrai que les matériaux de la nature des pierres affectent généralement, en prenant l'état solide, une densité un peu supérieure à celle qui les distingue quand ils sont en fusion. Mais la partie de la masse liquide qui s'est refroidie la première étant celle de la surface et, par conséquent, formée des substances les plus légères, il suffisait aux plaques de roches nouvellement solidifiées de s'enfoncer à une faible profondeur, pour y rencontrer une zone liquide de même poids spécifique, au sein de laquelle elles devaient se tenir en équilibre sans pouvoir y être totalement refondues; ainsi la prise en masse de l'écorce terrestre a dû se faire au-dessus d'un bain retenant encore une notable partie de son ancienne provision de chaleur.

A dater de ce moment, l'activité du globe a subi un partage définitif. On sait combien est faible la conductibilité des matières pierreuses et comment une couche de scories solidifiées, épaisse de quelques décimètres, suffit pour rendre

Insensible le rayonnement de la lave demourée liquide par-dessous. Il est donc permis de penser que répaisseur de la croule a été bientôt assez grande pour que p (lux calorifique qui la traversait n'exereùt, sur la température de la surface, qu'une action négligeable. Dès lors, celle température n'a plus dépendu que de la source extérieure qui Talimente encore aujourdlmi, cVst-à-dire du soleil: et comme toutes les actions physiques (fui se passent à la surûice du globe ont la chaleur pour principe efficace, on peut dire que le soleil a été, à partir de la formation de Técoi^ce, Tunique moteur de Taclivité extérieure de notre planète. Cest alors que la vapeur d"eau, primitivemeiil répandue dans Tatmosphère, s'est condensée sur la croûte en formant la niasse océanique et tandis que, dans cette mer encore chaude et chargée de principes actifs, s'accomplissaient des phénomènes de cristallisation spéciaux, l'océan commer.çait A battre ses rivages encore incertains et à en remanier les éléments: les agents atmosphériques inauguraient, contre les parties émergées de l'écorce, leur œuvre de desiruction quotidienne; enfin, la vie organique prenait peu à peu possession des lerres et des mers, traduisant, par la série ordonnée de ses types, la variation régulière des conditions physiques du milieu.

Mais le jeu de cette activité extérieure ne pcuvait se poursuivre indéfiniment sans rencontrer une matière de moins eu moins accessible à son influence. En effet, on peut dire que tous les agents physiques placés sous la dépendance immédiate de la chaleur solaire ont ce caractère commun, de s*employer à procurer aux éléments minéraux de l'écorce une mobilité qui leur permette d'obéir à l'action de la pesanteur, en les dirigeant vers une situation d'équilibre plus stable. La chaleur et la gelée désagrègent les roches et les réduisent, soit e poussières, que le vent transporte et accumule dans les dépressions du sol, soit en fragments que les rivières entraînent, pour les déposer dans les parlies basses de leur lit, quand elles ne les conduisent pas jusqu'au grand réservoir de Tocéan. Les pierres des hautes cimes, fendues sous l'action du froid, descendent avec les avalanches de neige à Ja surface des glaciers, qui deviennent pour elles un double instrument, de charriage vers les basses régions, et de trituration pi^ parant leur transport par les torrents. La mer lance ses vagues à l'assaut des fidaises qui la bordent et en aiTache à tout instant des lambeaux, dont les matériaux les plus grossiers retombent prés du rivage en formant des dépôts côtiers, tandis que les vases sont entraînées au loin, et qu'à des profondeurs encore plus grandes les éléments que l'eau était panenue à dissoudre sont fixés au fond par l'action des organismes. Partout c'est une marche incessante des matières teirestres vei^ une meilleure situation d'équilibre, sous la double influence des agents atmosphériques et de la gravité.

Au premier abord, il semble que la puissance calorifique, qui gouverne les

premiers, soit ici en antagonisme avec la pesanteur; car c'est elle qui élève dans

les airs l'eau vaporisée des océans et qui soulève les mers en les associant aux

Stations des masses aériennes. Mais on s'aperçoit bien vite qu'elle n'interyi^n^

K tirpAnExr, TSAiré de céotociE. ^

i« INTRODUCTION.

ainsi que pour permettre la chute, ù la surface des continents, de ces masses de neige et d'eau, qui deviendront les principaux agents de leur dégradation et, par suite, les instruments les plus actifs du grand travail de la pesanteur.

Or à mesure que, par ce mouvement général de descente, les matériaux de Técorce émergée sont arrivés dans une zone inférieure au niveau général de Tocéan, ils sont soustraits à tout déplacement ultérieur, et ainsi le nombre va diminuant sans cesse des éléments sur lesquels Taclion dynamique du soleil est capable de s'exercer. Ce serait donc le repos complet de la nature, à une échéance plus ou moins lointaine, mais inévitable, si quelque autre cause ne survenait pour troubler périodiquement les étals d'équilibre une fois établis.

C'est dans ce sens qu'intervient l'activité interne du globe, c'est-à-dire cette provision d'énergie accumulée, sous forme de chaleur, au-dessous de la croûte solide et préservée par cette même croûte d'une trop rapide déperdition. Les réactions qui s'accomplissent dans le bain liquide, la contraction de sa masse qui, bien que très lente, ne peut manq^uer de se faire sentir à la longue, se traduisent à l'extéi'ieur par des changements dans l'assiette de l'écorce, dont certaines parties s'affaissent, tandis que d'autres sont refoulées latéralement. De là des ploiements, parfois même des fissures, par où s'épanche au dehors une partie de la nappe liquide. Ainsi, d'une part, la croûte se consolide de plus en plus, à t'aide de ces emprunts faits au noyau interne, qui viennent, en quelque sorte, ressouder les fragments dans les intervalles desquels ils s'étaient fait jour; d'autre paii, le relief des continents, atténué à la suite d'une longue période de calme, s'accentue de nouveau, offrant des surfaces fraîches à l'action des puissances extérieures, pendant que les modifications physiques concomitantes introduisent une cause de renouvellement des organismes.

Toute l'histoire du globe est dans le jeu, alternatif ou simultané, de ces deux catégories d'agents, les uns extérieurs, ayant leur principe dans la combinaison de la chaleur solaire et de l'attraction univei*selle, les autres, intérieurs, produits de la môme attraction, combinée avec l'énergie propre du globe, laquelle n'est àâtre chose qu'une fraction dérobée à l'énergie de la nébuleuse primitive et ayant; par suite, la môme oiigine que la chaleur du soleil.

Or, à toutes les époques, l'essence des forces en action a été la môme. De plus, au moins à partir du moment où la terie est devenue une planète obscure, les mêmes corps shnples n'ont pas cessé d'exister à sa surface. Dès lors, entre les phénomènes du passé ei ceux qui s'accomplissent encore aujourd'hui sous nos yeux, il peut y avoir de notables différences d'intensité; il n'y a pas de différences^ de nature. Les associations de forces ont pu être plus ou moins complexes et s'écarter, dans une large mesure, des combinaisons actuellement réalisées, de telle sorte que les produits de leur action n'offriront aucune ressemblance avec ceux à la formation desquels il nous est donné d'assister; il n'en est pas moins vrai que la mécanique, la physique, la chimie et au besoin la physiologie, «torrent, en principe, suffire à leur explication.

Le fii des opérations de la nature n*est donc pas rompu, comme le croyait OiTÎer. Des orées toujours soumises aux mêmes lois, agissant sur des atomes demeurés identiques, ne peuvent admettre de variations que dans le mode de groupement qu^elles imposent aux éléments simples et, s'il est souvent difiQcile de reconstituer par la pensée tel ensemble de conditions dont le monde environnant ne nous offre plus d'exemples, du moins le problème est de ceux qu'un observateur sagace, en s'aidant au besoin de l'expérimentation, peut toujours espérer ou de résoudre lui-même ou de voir résoudre par ses successeurs.

Telle est la raison pour laquelle nous pensons que le premier chapitre de la Géologie doit être l'étude des transformations actuelles de l'écorce du globe. Non que, suivant une doctiine trop aisément acceptée par quelques écoles, cette étude puisse suffire à donner la clef du passé; mais parce qu'en nous apprenant à formuler la relation par laquelle chaque combinaison de forces se relie à une catégorie déterminée de produits, en même temps qu'elle permet d'expliquer, avec une grande vraisemblance, la formation des produits similaires que nous ont légués les âges précédents, elle nous met sur la voie des sources auxquelles il faudra remonter pour découvrir l'origine de tous ceux qui n'ont plus aujourd'hui d'analogues.

Cette identité (ïessence, mais non de modalité, entre les agents physiques du passé et ceux du présent, est le principe fondamental sur lequel doit reposer toute la science du globe. Rien n'est plus légitime que l'induction qui nous porte à l'admettre et nous ajouterons que rien n'est plus salutaire; car c'esl l'observation directe et patiente, substituée aux trop faciles rêveries de l'imagination. . Mais pour bien apprécier les transformations dont la surface du globe est actuellement le théâtre, il importe tout d'abord de défmir avec exactitude le domaine sur lequel l'activité des puissances, tant intérieures qu'extérieures, est appelée à s'exercer. Cette définition est d'autant plus opportune, que la notion de l'incessante variabilité de la surface terrestre n'est pas de celles qui se présentent immédiatement â l'esprit. Le monde qui nous entoure s'offre bien plutôt à nos yeux avec les apparences d'une stabilité absolue, et les changements qu'on ne peut s'empêcher d'y apercevoir, tels que la succession des saisons et les alternatives du régime des cours d'eau, affectent un caractère de périodicité qui se foncilie sans peine avec la permanence d'un état moyen d'équilibre. Les pavsages qui nous entourent paraissent être, jusque dans leurs plus minimes détails, les mêmes que ceux au milieu desquels s'est déroulée l'existence des générations antérieures, et il faut regarder de très près pour découvrir, sur quelques points isolés, une dilTérence entre les rivages de nos mers et ceux dont les premiers géographes nous sont transmis la description. Des mesures de précision sont donc nécessaires, pour permettre d'apprécier l'importance et la généralité de changements dont la constatation dépasse le plus souvent la sensibilité de nos organes. C'est pour cela que l'étude des agents dynamiques du présent doit être précédée de celle des formes actuelles du globe, en prenant ce mot de formes

dans son acception la plus étendue, c'est-à-dire eu y comprenant tout ce qui, parmi les éléments généraux de notre planète, paraîtra susceptible d*une définition rigoureuse. De ce nombre sont la position de notre terre dans l'espace, les donnée» relatives à la distribution des trois éléments, solide, liquide et gazeux, enfin le relief des continents et du fond des océans.

Une fois qu on a satisfait à cette nécessité par des emprunts faits à VcLstronomie^ h la géodésie et h \h géographie, il importe de se souvenir que la terre a est point une masse inerte, mais que la vie organique s'épanouit avec abondance à sa surface. Cet épanouissement, dont la source réside dans les radiations solaires, est i^ouverné par un ensemble de conditions physiques où se retrouve, à chaque instant, l'influence des éléments qui viennent d'être analysés. Aussi la Géologie, parvenue au terme de cette première étape, doit-elle faire appel à la physique du gliAe pour savoir dans quelle mesure les formes actuelles de notre terre modifient la répartition que les causes astronomiques, si elles étaient seules en jeu, assigneraient à la lumière et à la chaleur.

Cela fait, la botanique et la zoologie seront, à leur tour, mises à contribution, non pour dresser l'inventaire des organismes qui peuplent les continents et les mers, mais pour faire connaître les lois générales de la répartition des êtres et signaler au besoin les particularités qui, n'ayant pas une suffisante raison d'être dans les conditions du milieu ambiant, ne peuvent s'expliquer que par l'influence du passé.

Ainsi armée d'mie exacte connaissance des formes du présent, la Géologie peut aborder utilement l'étude des changements que les forces ext!»ricures introduisent sans cesse dans l'ordre de choses établi. Ces changements dont l'ensemble constitue ce que nous appellerons la Dynamique externe du globe, et dont nous avons déjà indiqué la tendance générale, dirigée vei*s la conquête de l'équilibre stable, peuvent être résumés dans une formule très simple : ils sont la réaction exercée sur Vécorce par les fluitles qui V environnent; d'abord l'atmosphère, agissant à la fois par sa masse, par sa température et par les précipitations dont elle est le siège; ensuite l'eau, à l'état liquide sous la forme des océans, des rivières et des eaux d'infiltration, ou à l'état solide, sous la forme des glaciers et des glaces flottantes. Knfin, pour couronner l'œuvre, apparaissent les organismes, si étroitement liés aux fluides terrestres, d'où ils tirent presque tous leurs éléments constituants. Leur fonction géologique parait être, d'une part, de fixer, à l'état de combustibles fossiles, une partie des substances atmosphériques; de l'autre de restituer à l'écorce solide, sous la forme de dépôts calcaires ou siliceux, ce que l'action dissolvante des cours d'e^u avait soustrait au travail mécanique de la sédimentation.

Pour accomplir ce programme, c'est surtout auprès de la météorologie et de Vhydrologie que la dynamique externe devra chercher des lumières.

Cette lâche étant remplie, la Dynamique interne vient» à son tour, solliciter l'attention du géologue. Tandis que, par l'expérience des excavations souterraines

et des sondages, il s'assure de l'augmentation constante de la température avec la profondeur, les sources tiiermales et surtout les pliénomènes volcaniques lui apportent des preuves encore plus décisives de Texistence d'un foyer de chaleur iiilcnse au-dessous de Técorce. Alors il étudie les diverses manifestations physiques et chimiques de ce nouveau mode d'énergie, et la part qu'il est juste de lui altrihuer dans le remaniement de la surface terrestre.

Là devrait se terminer l'examen des phénomènes actuels si peut-être il ne roQvenait encore d'y ratlaclier, sons le nom de Dynamique ejrtraterrestre, ces curieux témoignages de l'activité planétaire qui parviennent jusqu'à nous sou>^ la forme des météorites.

Mais nous l'avons dit : toute cette longue suite d'études n'est que le préambule de la véritable Géologie, dont le principal objet est la recherche des traces laissées, dans le passé, par les diverses catégoiies d'agents que le spectacle du pivseut nous a appris à connaître. Ces traces nous apparaissent sous la double forrae des dépôts sedimentaireSj avec les restes organiques qu'ils contiennent, et des roches éruptivesj comprenant aussi les filons minéraux et métallifères.

Reconstituer ces deux séries par la comparaison des données stratigraphiques, lithologiques et paléontologiques, recueillies sur tout le globe ; enregistrei* les variations des organismes, pour en conclure celles des conditions physiques extérieures ; enfm déduire de la composition des masses éruplives, conmie aussi de leur allure et de celle des terrains encaissants, le caractère des diverses phases de l'activité interne, telle est la lâche à renq)lir. Tâche bien dilïicile, car le succès dépend du nombre et de la précision des observations; et si ces deux éléments s'accroissent sans cesse par le travail quotidien des géologues, l'inventaire du globe n'en offre pas moins encore de nombreuses lacunes, que l'avenir seul pourra combler.

Toutt^fois, s'il reste plus d'une question de détail à laquelle, pour ce motif, on ne peut donner qu'une solution provisoire, l'ensemble de la sîMie éruptive et de la série sédimentaire commence à être connu avec une remarquable précision. Aussi e^t-ce déjà une des études les plus attrayantes auxquelles on puisse se livrer que celle des transformations subies par notre terre, depuis sa condition première, incompatible avec l'existence de l'organisme le plus rudinien taire, jusqu'à ce* étatfmd où la vie s'épanouit à sa surface dans toute la splendeur de son infmie variété. Quel spectacle que celui de ce plan incessamment poursuivi, sans qu'aucun retour en arriére vienne jamais obscurcir l'idée d'ordre dont il est comme impK»gné! Au début des périodes vitales, une mer sans limites laisse à peine émerger quelques îlots, dont la vie organique est lente à prendre possession. Bientôt la terre ferme se constitue et tandis que, dans les mers, une abondante population animale s'est déjà développée, la végétation s'installe, avec une puissance incomparable, sur les bords des lagunes continentales, purifiant l'atmosphère, jusqu'alors irrespirable, parle carbone qu'elle lui enlève et dont un mode particulier d'enfouissement va mettre en réserve, pour les âges futurs, toute la

puissance calorifique. Ensuite les continents se complètent par des adjonctions successives et leur relief s'accentue peu à peu, pendant que Tuniformité d une température tropicale, d'abord commune à tout le globe, fait progressivement place â la variété des climats. Sous cette influence, le monde des animaux et des plantes terrestres se diversifie de plus en plus; les mammifères et les arbres â feuillage caduc font leur apparition, et quand la venue des plantes à fleurs atteste que les rayons solaires ne rencontrent plus rien qui arrête leur éclat bienfaisant, une série de phénomènes grandioses vient imprimer aux montagnes leur relief définitif. D'abondantes précipitations s'y condensent et, par le travail d'érosion et de transport qui en résulte, étalent, sur de larges surfaces, un limon ferlile qui n'attend plus que la culture. Les gi*andes vallées fluviales sont creusées; les rivages des mers ont acquis ces formes profondément découpées qui conviennent au développement de la civilisation; les fentes de l'écorce ont vu leurs parois se tapisser de matières utiles. L'homme peut venir; la terre est mûre pour le recevoir ; c'est à lui désormais d'exploiter toutes ces richesses que la Providence a partout accumulées pour son usage 1

Tel est, dans ses traits généraux, le tableau que l'histoire du passé est appelée à dérouler sous nos yeux. Est-il besoin d'en faire ressortir le puissant intérêt ? Mais l'intelligence n'est pas seule à trouver du profit dans celte contemplation. Le genre d'études à l'aide duquel on y parvient comporte d'autres jouissances, qui, réunies aux premières, assignent à la Géologie une place à part au milieu de toutes les sciences. N'oublions pas, en effet, que l'observation directe du terrain est l'unique moyen, non seulement de faire progresser la Géologie, mais encore d'en bien comprendre l'exposé doctrinal. Or, le contact prolongé de l'homme avec la nature exerce, à la fois sur le corps et sur l'âme, la plus salutaire de toutes les influences. Ilumboldt a dit des choses excellentes (1) sur cette action bienfaisante du grand air ou, mieux encore, de Vair libre et sur le pressentiment de l'ordre et de l'infini qui naît, en quelque sorte, à notre insu, de l'ensemble des impressions éveillées en nous par le spectacle de la création. Nous sera-t-il permis d'ajouter que ces impressions revêtent un caractère encore plus bienfaisant quand il s'y mêle un sentiment pei^sonnel dirigé vers Celui de qui cet ordre est la manifestation ? En tout cas et à quelque degré qu'on veuille s'arrêter dans l'analyse de cette influence, il demeure incontestable que la Géologie est, par excellence, une science saine. Le corps s'y endurcit aux fatigues et apprend à se rendre indépendant de ces besoins factices auxquels est assujettie la vie des citadins. De même que les poumons se dilatent plus librement, l'esprit aussi s'élargit, tant par l'action salutaire de la nature que par l'habitude acquise d'étudier les phénomènes les plus complexes. Quand l'hiver est venu interrompre les explorations, le travail manuel nécessité par la préparation des fossiles alterne, de la façon la plus heureuse, avec les recherches purement intellec-

(1) Cotmoê, T, 4.

APPLiaTIONS DE U GÉOLOGIE. 25

tuelles. De la sorte, le géologue se repose d'une occupation par une autre, trouvant dans cette variété un remède suffisant contre la fatigue de l'esprit.

De plus, la Géologie est une science sociable. Il n'en est aucune qui exige, au même degré, le concours simultané de plusieurs activités distinctes et la discussion sur place a élucidé nombre de problèmes que des études individuelles, isolément entreprises, eussent laissés sans solution. Aussi n'est-ce que justice de parler du charme qui vient, le plus souvent, s'ajouter à l'intérêt des travaux géologiques, et que nulle science naturelle ne saurait revendiquer avec autant de droits. Enûn, c'est un autre mérité de la Géologie que la facilité avec laquelle elle admet des ouvriers de toutes les catégories. Les plus humbles n'y sont pas toujours les moins utiles, et tel patient chercheur de fossiles a rendu, par ses trouvailles, des services dignes d*étre mis en balance avec les résultats de bien des travaux d'un ordre plus relevé.