TRAITÉ
La Géologie est, par définition, la Science de la Terre. Il est peu de sciences qui embrassent un champ aussi vaste, car Tétude de notre planète peut être entreprise à des points de vue très divers. II importe donc avant tout de préciser celui qui sera le nôtre dans cet ouvrage.
L'étude de la Terre au point de vue descriptif peut s'adresser aux éléments qui entrent dans la composition de l'écorce; elle consistera dans l'examen physique et chimique des corps simples ou composés qui se trouvent dans la Nature et qui sont connus sous le nom de minéraux; elle fera l'objet de la Minéralogie, lorsqu'il s'agira de l'étude des minéraux eux-mêmes, de la Pétrographie ou Lithologie, lorsque l'on envisagera les groupements de minéraux qui constituent les roches. Elle peut avoir aussi pour but l'étude de l'agencement des divers éléments constitutifs, qu'ils soient disposés en couches régulières, en coulées, ou en masses compactes. La science qui s'occupe ainsi de la structure de l'écorce terrestre a reçu le nom d'ARCHiTEcroNiQUE ou de Tectonique. L'étude descriptive de la Terre peut enfin avoir en vue le dessin des mers et des continents, les formes du terrain, le tracé des cours d'eau; elle est alors (lu domaine de la Géographie et constituait toute la Géographie physique à une époque encore peu éloignée.
On peut envisager, d'autre part, l'étude de la Terre au point de vue dynamique, en traitant des forces qui agissent sur notre Globe et des phénomènes dont la surface terrestre est le théâtre. C'est là le
Hauo. Traité <Ic Géologie. i
domaine de la Physique do Globe ou Géophysique, science que Ton a encore appelée Dynamique terrestre ou Géodynamiqce, et, dans un sens plus restreint, comme nous le verrons plus loin. Géologie dynamique. Cette branche est à la Géologie descriptive ce que la Physiologie est à l'ancienne Zoologie descriptive.
La Géologie peut être abordée aussi à un point de vue économique; on étudiera la composition et les conditions de gisement des matières minérales utiles à Thomme : minerais, combustibles, matériaux de construction, etc. Cette branche est devenue aujourd'hui la Géologie appliquée; mais dans l'évolution des sciences elle a précédé la Géologie pure, qui est née à la fin du xvui" siècle des observations faites par des praticiens dans les mines de la Saxe et de la Grande-Bretagne.
C'est bien plus tard que la Géologie est entrée dans la voie historique, qu'elle s'est proposé pour but de retracer Fhistoire des titansformations successives qua subies le globe terrestre au cours de son évolution, La Géologie historique se confond presque avec une science qui a reçu le nom de Stratigraphie, et voici pour quelle raison.
L'écorce terrestre se compose principalement de strates, de couches superposées, délimitées par des surfaces parallèles. Il est facile de se convaincre que ces lits se sont déposés horizontalement au sein des eaux et il est évident ique les couches inférieures sont les plus anciennes, les couches supérieures les plus récentes. Ainsi, dans les environs de Paris, en particulier dans les carrières d'Issy, on observe la superposition du Calcaire grossier à V Argile plastique. Le Calcaire grossier est manifestement plus récent que l'Argile plastique; il est, par contre, plus ancien que les sables connus sous la dénomination de sables de Beauchamp, qui le recouvrent en beaucoup d'endroits. L^n simple examen de la succession des strates nous fournit donc déjà un rudiment de chronologie. Mais nous possédons de plus les moyens de nous renseigner sur les conditions qui ont présidé à la formation de chacune de ces assises successives, et nous pouvons nous assurer que ces conditions ont varié dans le temps pour un point donné.
En effet, les strates, qui prennent une très grande part à la constitution de l'écorce terrestre, ne sont pas formées uniquement de substances minérales, de matières inorganiques ; on y rencontre en outre des substances dont l'origine organique est indiscutable. Des lits de charbon s'intercalent au milieu de couches argileuses et siliceuses et le microscope nous y révèle encore des restes de tissus végétaux, les surfaces elles-mêmes portant souvent des empreintes de
feuilles et de tiges. Dans d'autres couches on trouve des coquilles extrêmement voisines de celles des Mollusques marins actuels; c'est le cas par exemple pour les sables de Beauchamp, où le test des Gastéropodes est quelquefois conservé avec les bandes coloriées primitives. Le Calcaire grossier renferme également des coquilles marines, mais ici elles sont fréquemment d'une conservation plus défectueuse, et dans les carrières d'Issy on ne trouve plus guère, dans la masse du calcaire, que les moules internes ou l'empreinte extérieure de la coquille. Le Calcaire grossier, les sables de Beauchamp sont donc des dépôts formés au fond des mers et il en est de même d'une grande partie des couches qui forment l'ossature des continents. Il résulte de cette constatation que l'extension des terres et des mers n'était pas la même à des époques anciennes qui ont précédé la nôtre. Cette notion fut entrevue dès la un du xv* siècle par Léonard de Vinci, qui, le premier, interpréta les « pétrifications », non plus comme des c jeux de la Nature », mais comme des coquilles d'animaux abandonnés par la mer, alors qu'elle s'étendait au delà de ses limites actuelles.
D'autres couches renferment des Mollusques d'eau douce et se sont formées dans des lacs ou dans des lits de rivières. D'autres encore, comme par exemple les couches qui se trouvent à la base de l'Argile plastique, ont fourni des ossements de Reptiles, d'Oiseaux ou de Mammifères, ayant vécu sur la terre ferme.
On peut faire encore une autre constatation, c'est que tous ces fossiles — c'est le nom qu'on leur donne aujourd'hui et qui a remplacé celui de pétrifications, autrefois en usage — ressemblent de moins en moins aux êtres actuels, à mesure qu'on les recueille dans des couches plus profondes. Ces divers organismes ne se suivent pas dans un ordre quelconque et la succession des diverses faunes et flores est en général la même dans des régions du Globe souvent très éioignëes l'une de l'autre. Les fossiles nous fournissent ainsi un moyen de caractériser les couches, de les dater, d'en établir la chronologie. Elles rendent aux géologues les mêmes services que les médailles et les monnaies aux historiens .
Pendant longtemps on s'est contenté de décrire dans chaque région la superposition des assises, de noter leurs caractères lithologiques et les fossiles qu'elles renferment. La Stratigraphie n'était ainsi qu'une sèche nomenclature et la Paléontologie, qui avait pour objet l'étude des êtres disparus, n'avait souvent d'autre ambition que la description des « médailles de la Création ». Mais peu à peu la Géologie stratigraphique tendit vers un but plus élevé, elle s'efforça de réaliser la reconstitution de Cétat physique du Globe à chaque
période de son histoire, en même temps que la Paléontologie poursuivait, sous l'action vivifiante des doctrines transformistes, la reconstitution de l'évolution des êtres vivants au cours de ces périodes. Mais, tandis que les paléontologistes s'adonnent à l'étude de chaque rameau pris isolément, les géologues se préoccupent des modifications que subit, d'une époque à la suivante, l'ensemble de la faune et de la flore et ils cherchent à déterminer, pour chaque époque, pour chaque lieu, les conditions d'existence des êtres vivants.
C'est cette tâche multiple que I& Géologie historique a mission de remplir [1-9]. En vue de l'accomplir, elle s'appuiera sur plusieurs sciences adjuvantes : sur la Pétrographie, sur la Paléontologie et tout particulièrement sur la Géologie dynamique. La Pétrographie et la Paléontologie sont étudiées dans des traités spéciaux [10-13, 14-17] ; mais il est nécessaire de placer en tête d'un ouvrage sur les périodes géologiques une série de chapitres où sont étudiées les lois qui régissent les modifications incessantes de la surface terrestre.
La Géologie dynamique traite des phénomènes géologiques. Elle n'est en réalité qu'une branche de la Dynamique terrestre ou Physique du Globe, science consacrée à l'étude des forces qui agissent dans chacune des parties constitutives de notre planète.
On distingue aujourd'hui quatre enveloppes entourant le noyau central de le Terre et grossièrement limitées par des sphères concentriques : une enveloppe externe gazeuse, V atmosphère; une seconde enveloppe liquide, discontinue, ï hydrosphère; une enveloppe solide, connue sous le nom de croûte terrestre, ou de lithosphère; une couche plus profonde, formée de roches à l'état de fusion ignée, la pyrosphère, dont l'existence nous est révélée par les phénomènes volcaniques et que l'on suppose passer insensiblement au noyau central, extrêmement dense, auquel on a quelquefois donné le nom de barysphère.
Les phénomènes localisés dans l'atmosphère font l'objet de la Météorologie; ceux qui ont pour théâtre l'hydrosphère sont du domaine de I'Océanographie et de I'Hydrographie; la Géologie dynamique ou Géodynamique se confine à l'étude de la lithosphère et de ses relations avec les autres enveloppes de la Terre. On peut définir les phénomènes géologiques ceux qui affectent la lithosphère^ en modifiant d'une manière quelconque son aspect extérieur ou sa structure interne. On appelle souvent Géodynamique externe l'étude des réactions de l'atmosphère et de l'hydrosphère sur la lithosphère et Géodynamique interne, l'étude des mouvements de la lithosphère et celle des rapports qui existent entre la pyrosphère et la lithosphère.
Lie domaine de la Géodynamique externe est le même que celui d'une branche de la Géographie physique [18-21] pour laquelle les géographes américains ont introduit le nom de Géomorphogénie. Mais tandis que le géographe analyse d'une manière un peu exclusive les formes actuelles de la surface terrestre, le géologue envisage, en première ligne, la succession des phénomènes qui ont conduit aux formes actuelles et néglige trop souvent les considérations morphologiques. D'ailleurs, les deux sciences tendent aujourd'hui à se mêler intimement, les études de Géographie physique prennent de plus en plus un caractère géologique et la Géologie s'oriente, sous l'impulsion vigoureuse de Suess [22], vers les études régionales.
Dans cet ouvrage, le point de vue historique devra prédominer, aussi prendrons-nous comme fil conducteur, dans la première partie, consacrée aux phénomènes géologiques, non la localisation des phénomènes, mais leur succession dans le temps.
Tout comme l'histoire de l'Humanité, l'histoire de la Terre se subdivise naturellement en périodes, qui sont autant de phases de cette histoire. Chacune de ces périodes correspond à un ensemble de phénomènes qui se reproduisent généralement dans un ordre déterminé, de manière à constituer un cycle. C'est ce cycle des phénomènes géologiques que nous allons tout d'abord retracer dans ses grandes lignes.
1. — A. DE Lapparent. Traité de Géologie. 5« édit , 3 vol. in-8«, 2 015 p., 833 fig., Paris, 1906.
2. — Hebm. Credner. EÎÏemente der Géologie. 8** Aufl., 1 vol. 797 p., 607 fig-, Leipzig, 1897.
3. — Neumayr. Erdgeschichte. 2** Autl., neubearbeitet von V. Uhlig. 2 vol. ia-8^, 693 + 706 p., 378 + 495 flg., 20 + 18 pi. Leipzig u. Wien, 1895.
4. — En. Kayser. Lehrbuch der Géologie. 2*« Aufl. 2 vol., 725 + 626 p., 483 + 134 fig., 82 pi. Stuttgart, 1902-1905.
5. — Charles Lyell. Principles of Geology : being an inquiry how far Ihe former changes of the Earth*s surface are referable to causes now in opération. 4 vol. in-12, xviii + 406 + 463 + 455 + 456 p., 15 pi., 164 fig. 4^»» edit. London, 1835.
6. — Sir Archibald Geikie. Text-book of Geology. 4*»» edit., 2 vol. in 8<», xvii- 4- IX + 1 472 p., 508 fig. London, 1903.
7. — C. F. Parona. Trattato di Geologia, con spéciale rigardo alla Geologia dltalia. 1 vol. in-8^ xv + 731 p., 406 fig., 18 pi., 2 cartes. Milano, 1901-1903.
8. — James D. Dana. Manua! of Geology. 4»»» edit. 1 vol. in-8>, 1 088 p., 1 570 fig., 2 cartes. New- York, 1895.
9. — Th. C. Ghamberlin and R. D. Salisbury. Geology. 3 vol. in-8o, xix + XXVI + XI + 654 + 692 + 624 p., 471 -j- 576 fig., 24 pi. New- York, 1904-1906.
10. — Fbrd. Zirkel. Lehrbuch der Pétrographie. 2i« Aufl. 3 vol. in-8o, 845 + 941 + p. 833. Leipzig, 1893-94.
11. — H. RosENBUSCH. Mikroskopische Physiographie der Mineralien und Gesleine. 2 vol. in-8« (en cours). Stuttgart, 1904-1907.
12. — ID. Elemenle der Gesteinslehre. 1 vol. in-8*>, 543 p., 96 fig. Stuttgart, 1898.
13. — F. RiNNE. Étude pratique des roches. Traduit et adapté par L. Pervix- QUiÈRE, avec une préface de A. Lacroix. 1 vol. in-32, 674 p., 257 {\^ Paris, 1905.
14. — Alcide d'Orbigny. Cours élémentaire de Paléontologie et de Géologie stratigraphiques. 2 Ivol. in-18, 299 + 848 p., 628 fig., 17 tabl. Paris, 1849-1852.
15. — Karl A. Zittel. Traité de Paléontologie, Trad. Gh. Barrois. 5 vol. in-8% VIII + 764 + 897 + 894 + 806 + 949 p.; 563 + 1109 -f 719 + 590 + 432 fig. Paris, Munich et Leipzic, 1883-1894.
16. — FÉLIX Bernard. Éléments de Paléontologie. 1 vol. in-8°, 1168 p., 606 fig. Paris, 1895.
17. — G. Steinmann. Einfûhrung in die Palëontologie. 1 vol. in-8^ 466 p., 818 fig. Leipzig, 1903.
18. — F. VON RiCHTHOFEN. Fûhrer fur Forschungsreisende. Anleitung zu Beobachtungen ûber Gege'nstânde der physischen Géographie und Géologie. I vol. in-8^ 745 p., 110 fig. Berlin, 1886.
19. — Albrecht Penck. Morphologie der Erdoberflâche. 2 vol. in-8^ xiv + 471 + 696 p., 38 + 29 fig. Stuttgart, 1894.
20. — Al. Supan. Grundzuge der physischen Erdkunde. 2'« Aufl. 1 vol. in-8«, 706 p., 203 fig., 20 cartes. Leipzig, 1896.
21. — A. DE Lapparent. Leçons de Géographie physique. 3° édit., 1 vol. in-8° 728 p., 203 fig., 1 pi. Paris, 1907.
22. — Ed. Suess. La Face de la Terre. Trad. E. de Margerie. 3 vol. in-8", XV + 835 + 878 + 530 p., 122 + 128 + 194 fig., 2+2+3 cartes en couleurs. Paris, 1897-1902 (en cours).
23. — L. De Launav. La Science géologique. 1 vol. in-8«, 751 p., 53 fig., 5 pi. Paris, 1905.
