CHAPITRE XXIX

LES THÉORIES OROGÉNIQUES

Sens des mouvements orogéniques. — Mode d'action des poussées tangen- Uelles. — Localisation des phénomènes de plissement. -— Résultats acquis, — Les deux hypothèses.

Sens des mouvements orogéniques. — Nous avons admis jusqu'ici, comme une chose presque évidente, que les plissements sont dus à des refoulements latéraux, à des mouvements tangentiels de Fécorce terrestre. Et cependant cette conception, que Ton trouve déjà formulée en 1796 dans les travaux de Saussure, a mis près d'un siècle à s'imposer à la majorité des géologues et à remplacer la théorie qui attribuait les chaînes de montagnes à des soulèvements verticaux.

Depuis Hutton et surtout depuis le moment où Léopold de Buch publia ses idées sur les cratères de soulèvement, la plupart des auteurs envisageaient les mouvements orogéniques comme la conséquence des phénomènes volcaniques. On attribuait à l'ascension des matières fluides d'origine interne, voire aux gaz sous pression, le soulèvement des terrains sédimentaires. Les voûtes du Jura elles-mêmes étaient assimilées à des cratères de soulèvement, formés par la poussée verticale de roches volcaniques sous-jacentes. Cependant Constant Prévost, à la suite de ses observations à l'île Julia et dans le Plateau Central, s'élevait dès 1833 contre les théories dont, en France, Élie de Beaumont* et Arago étaient les principaux défenseurs. Il considérait les cônes volcaniques comme des accumulations

1. Élie de Beaumont, qui, au moins en ce qui concerne le mode d'action des forces tangentielles, n'avait pu se débarrasser de la conception des cratères de soulèvement, écrivait encore en 1852 [3] :

• Les matières que la compression latérale a forcées à chercher une issue au dehors ont passé à travers la surface auparavant unie du terrain (comme le doigt, pour ainsi dire, à travers une boutonnière), mais en crevant de bas en tiaut les assises superflcielles, pour former des intumescences allongées. Cest là, si je ne me trompe, le sens dans lequel on emploie habituellement le mot soulèvement. *

de matières rejetées au dehors et reconnaissait le rôle purement passif des éruptions. € Rien, disait-il, dans les volcans ne montre 1» résultats d'une force qui aurait commencé par soulever et fractun-y le sol sur une grande étendue et une grande hauteur [XVII, 14]. i

Grâce aux efforts de Poulett Scrope, de Lyell, de Fouqué, 1^^ théories basées sur le rùle actif des éruptions volcaniques dans It-s phénomènes orogéniques ne comptent depuis longtemps plus aucun adepte. Cependant la découverte des laccolithes par Gilbert aurait j»u leur fournir un nouvel appui, car ces intrusions, on s*en souvient, pénètrent dans les séries stratifiées en soulevant les couches qui les recouvrent. Ces dislocations sont toutefois très localisées et c'est surtout dans les régions tranquilles que Ton rencontre les laccolithes; ou bien, si les couches sont plissées, les faits montrent qu'elles Tont été après l'intrusion, de sorte que la roche éruptive est plissée exactement comme le serait une roche sédimentaire.

On a attribué aussi, dans les phénomènes orogéniques, un rùle actif aux roches cristallines et cristallophylliennes qui constituent les € massifs centraux » des Alpes et d'autres chaînes analogues. Dans la pensée de certains auteurs, ces massifs seraient arrivés à la surface sous l'action d'une force agissant de bas en haut, ils auraient crevé leur couverture de terrains sédîmentaires, en refoulant latéralement ces terrains, qui forment aujourd'hui, de part et d'autre des « massifs centraux », des zones de plissement symétriques.

Alb. Ileim [XIV, 4] s'est élevé avec force contre cette manière de voir et il a pu montrer, en même temps que Baltzer, que les terrains cristallophylliens ont été plissés concurremment avec leur couverture sédimentaire et que les roches granitiques qui leur sont associées ont joué dans le plissement un rôle tout aussi passif que les roches volcaniques.

En présence de ces résultats, Kd. Suess nie complètement les soulèvements de certaines parties de l'écorce terrestre ; les seuls mouvements verticaux dont il admette l'existence sont les affaissements, A. de Lapparent [1] a fait ressortir il y a plus de vingt ans ce que cette conclusion avait de trop absolu, et aujourd'hui personne ne met plus en doute les mouvements épirogéniques, c'est-à-dire" les oscillations verticales, aussi bien positives que négatives, des masses continentales. Ce sont là de véritables soulèvements; mais ils n'ont rien de commun avec les mouvements orogéniques et l'on a vu dans le chapitre précédent qu'ils sont consécutifs de ces mouvements.

LKS THÉORIES OROGÉNIQUES 513

Mode d'action des poussées takgentielles. — Si Tanalyse des plissements et leur reproduction expérimentale ne peuvent laisser aucun doute sur le rôle des mouvements tangentiels dans les phénomènes orogéniques, il n'en est plus de même pour ce qui concerne le mode d'action des forces entrant en jeu dans ces mouvements.

Supposons, pour fixer les idées, un fuseau étroit de la surface terrestre limité par deux grands cercles. Si ceux-ci se rapprochent du plan bissecteur de leur angle dièdre, par le jeu de forces dont, pour le moment, il est inutile de définir la nature, le fuseau que nous envisageons sera soumis à une contraction, il se trouvera écrasé transversalement par une compression bilatérale et le résultat de cet écrasement sera la formation de plissements, dont les axes seront perpendiculaires au sens de la compression.

Si maintenant nous supposons que l'un des grands cercles demeure fixe et que le deuxième s'en rapproche, le fuseau sera également comprimé, il se formera des plis présentant le même alignement, mais la compression sera unilatérale.

Supposons enfin que les deux grands cercles soient fixes et que le fuseau ne soit soumis à aucune compression ; ce serait au contraire les masses minérales affleurant dans le fuseau qui, sous l'influence de modifications physiques ou chimiques, augmenteront de volume ; elles subiront une dilatation, une expansion et, n'ayant pas la possibilité de s'étendre latéralement, elles se plisseront, tout comme elles l'ont fait dans le cas de la contraction. Les mouvements tangentiels dont on observe les effets dans les couches supérieures de la lithosphère doivent donc être attribués soit à des phénomènes de contraction, soit à des poussées unilatérales, soit à une expansion des matériaux, et le géologue, suivant qu'il appartient à l'une ou à l'autre école, attribuera un rôle prépondérant ou exclusif à l'une ou à l'autre de ces catégories de mouvements. Passons successivement en revue les différentes théories basées sur ces trois modes de plissement possible et voyons pour chacune d'elles quelles sont les causes premières que leurs auteurs ont fait intervenir. Nous ne pourrons opter pour l'une ou l'autre des théories en présence que lorsque nous aurons examiné les conditions de localisation des phénomènes de plissement. La THÉORIE de la contraction a été entrevue par Elie de Beaumont dès 1829 [2J, mais elle a surtout été clairement formulée par cet auteur en 1852 dans sa Notice sur les systèmes de montagnes [3], à une époque où elle commençait également à se faire jour en Amérique [5, 6]. L'hypothèse de la contraction n'était pas basée sur des faits observés, mais elle était déduite directement de l'hypothèse de

IIaug, Traité de Géologie. 33

la diminution graduelle du rayon terrestre sous rinfluence du refroidissement, qui est elle-m^me une conséquence de la théorie de Laplace et suppose la terre à Tétat de fusion, recouverte seulement d'une mince enveloppe solide. Voici d'ailleurs les passages les plus caractéristiques dans lesquels Élie de Beaumont a résumé son hypothèse. Il n*est pas facile de les retrouver au milieu de longues considérations géographiques ou mathématiques qui n'ont plus aujourd'hui qu'un intérêt historique.

« Le phénomène lenl el continu du refroidissement de la terre occasionne une diminution progressive dans la longueur de son rayon moyen, et cette diminution détermine dans les différents points de la surface un mouvement centripète qui, en rapprochant chacun d'eux du centre, Yabaisse par degrés insensibles au-dessous de sa position initiale. » [3, p. 1330].

« 11 me parait impossible qu'elle (la croûte solide extérieure) ait jamais pu se soutenir 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 Bgure sphéroïdale régulière qui correspond à un maximum de capacité, elle s'est écartée par degrés de cette 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. » [3, p. 1237].

« Les chaînes de montagnes correspondent essentiellement aux parties de l'écorce terrestre dont l'étendue horizontale a diminué par l'effet d'un écrasement transversal... Les portions restées intactes de part et d'autre ont cessé d'être liées entre elles d'une manière invariable ; elles ont formé comme les deux mâchoires d'un étau dans lequel la partie intermédiaire a été comprimée. » [3, p. 1317].

Malheureusement ces conclusions si nettes, si voisines des doctrines que professent actuellement nombre de géologues, perdirent, au moment où elles furent énoncées, une grande partie de leur portée, et cela pour deux raisons : d'une part à cause de l'idée de catastrophe que leur auteur y rattachait, d'autre part parce que E. de Beaumont n'avait pu se débarrasser de la notion des cratères de soulèvement qu*i4 avait empruntée à Léopold de Buch.

C'est surtout Alb. Ileini [XIV, 4] qui a fourni en faveur de l'hypothèse de la contraction des arguments puissants. Il a mesuré la diminution de largeur qu'a subie la chaîne du Jura k la suite du phénomène de plissement et a déduit des chiffres obtenus la diminution

LES THÉORIES OROGÉNIQUES 515

correspondante du rayon terrestre. La largeur actuelle du Jura, de Saint-Claude au lac de Genève, mesurée perpendiculairement à Taxe des plis, est de 16,8 km. Si l'on développe les plis, on obtient une largeur primitive de 22 km. La distance de Saint-Claude au lac de Genève avant le plissement dépassait donc de 5,2 km la distance actuelle et la contraction est environ des 3/4. Des évaluations analogues appliquées au Jura bernois indiquent un raccourcissement des 4/5.

En 1878 Heim évaluait à 120 km la diminution qu'aurait subie la largeur de la chaîne des Alpes du fait de la contraction de Técorce terrestre. Il est évident que la découverte des nappes de charriage oblige, suivant une nouvelle évaluation de Heim, à doubler tout au moins, ou peut-être même à quadrupler ce chiffre. Il est difficile, dans Tétat actuel de nos connaissances, d'évaluer la diminution du rayon terrestre qui correspond à la réduction de longueur d'un grand cercle par les mouvements orogéniques, car le nombre des chaînes qui permettent de faire une évaluation même approchée de cette réduction est des plus minimes.

FjCs théories orogéniques qui ont pour base Thypothèse de pous- SKES UNILATÉRALES sout Certainement celles qui depuis longtemps comptent le plus grand nombre d'adeptes. Mais on constate les plus grandes divergences entre les différentes écoles, en ce qui concerne les causes premières de ces poussées.

Nous envisagerons successivement les trois causes principales que Ton a invoquées : les affaissernents, Visostasie et Vécoulmient des niasses superficielles de Vécorce.

La théorie des affaissements est indissolublement liée aux noms de Deluc, Constant Prévost [4], Dana [5, 6] et Suess [7]. Comme la théorie de l'écrasement bilatéral, elle a pour point de départ l'hypothèse du refroidissement graduel du Globe ; elle suppose que l'écorce terrestre, n'étant plus soutenue par la masse fluide sur laquelle elle repose, s'effondre graduellement; les voussoirs en voie d'affaissement exercent sur les voussoirs voisins une pression latérale qui détermine par refoulement la formation des plissements. Alors que Deluc expliquait encore les affaissements par l'existence de vastes cavernes souterraines, Constant Prévost [4] en voyait la cause dans la contraction progressive de la planète, en même temps qu'il se trouvait amené à considérer la formation des montagnes connue im phénomène accessoire dans le mouvement général centripète de Técorce terrestre. Plus tard Dana supposait le fond des grands océans en voie d'affaissement graduel; il en concluait que les conti-

5i6 LES PHÉNOMÈNES GÉOLOGIQUES

nents sont soumis sur leurs bords à une compression latérale, qui détermine rétablissement d'un géosynclinal, premier stade dans la formation d'une chaîne de montagnes [5, 6; XII, 6]. Enfin. Kd. Suess, dans une admirable synthèse [7; 0, 22], montra le nM^ capital joué par les effondrements dans la mise en saillie des reliefs terrestres. Il mit en évidence rinduence de Tavant-pays sur le> allures des zones de plissement, les liorsts donnant lieu à des déviations dans le tracé des lignes directrices, les dépressions tendant à être recouvertes par les plis couchés et par les nappes de charriage.

Vue des idées fondamentales dans l'œuvre de Suess est la notion de la dissymétrie des chaînes de montagnes. En général, les plis d'une chaîne sont tous déversés dans la même direction et, lorsque localement le sens du déversement est inverse, on est en présence d'un plissement à rebours {Rûckfaltung), dû encore à la tendance au recouvrement des dépressions. Les zones de plissement où, comme dans les Alpes orientales, le déversement se fait vers les deux bords sont considérées par Suess comme résultant de Taccolement local de deux chaînes complètement distinctes.

La dissymétrie des chaînes de montagnes n'implique pas nécessairement des poussées unilatérales. Les mouvements de descente de deux aires continentales séparées par un géosynclinal peuvent déterminer un écrasement bilatéral de ce géosynclinal, qui se traduira, sur cliacun de ses bords, par la formation d'une zone de plissements déversés en sens inverse, vers chacune des aires continentales [XII, 12].

La théorie de Visostasie a pour point de départ des considérations d'un ordre tout différent. Son auteur, Dutton [8], envisage la théorie de la contraction comme « quantitativement insuffisante et qualitativement inapplicable », puisque les forces tangentîelles résultant d'un affaissement de la croûte terrestre agiraient également dans toutes les directions et non pas dans une direction unique, en donnant naissance i\ des bandes étroites composées de plis parallèles. Dutton s'est demandé si dos mouvements tendant à donner à la Terre sa figure d'équilibre ne pourraient pas suffire pour expliquer la formation des chaînes de montagnes en dehors de toute hypothèse sur le refroidissement de la planète et sur la constitution de son noyau central. Si la Terre était homogène, sa figure d'équilibre serait un ellipsoïde de révolution rigoureusement géométrique; mais comme elle est hétérogène, comme certaines parties de sa surface sont plus denses, d'autres moins denses, il doit se produire un renflement dans les endroits où s'accumule la matière la moins dense et, au con-

LES THÉORIES OROGÉNIQUES 517

traire, une dépression où s'accumule la matière la plus dense. Dutton propose le nom d*isoslasie pour la « condition d'équilibre de la figure vers laquelle la gravitation tend à réduire un corps planétaire, qu'il soit homogène ou non ». Si la Terre est suftisamniont plastique, elle tendra vers une figure isostatique. Or, les conditions d'équilibre de la surface sont constamment détruites par les cours d'eau, qui enlèvent des matériaux sur les masses continentales, pour les transporter dans les océans, où ils s'accumulent le long des rivages ; les continents se trouvent par conséquent déchargés et les rivages surchargés. L'équilibre isostatique peut se rétablir par un déplacement vers les continents de la matière en excès sur les bords (les océans. Il doit se produire un véritable afflux des régions surchargées par la sédimentation, vers les régions allégées par l'érosion. La poussée tangentielle correspondant à cet afflux, dirigée du large vers le rivage, déterminerait, dans la région littorale, la formation de plis parallèles, à déversement unilatéral et de direction perpendiculaire au sens de la poussée, plis dont l'ensemble constituerait une chaîne de montagnes.

Enfin, la théorie de Vécoulement des masses superficielles de Vécorce suppose elle aussi une force agissant à la manière d'une poussée unilatérale, mais cette force ne mérite plus le nom de force tangentielle, puisqu'elle nécessite, comme condition première, l'existence d'un plan incliné, sur lequel, sous l'action de la pesanteur, les couches glissent en se plissant, de telle sorte que les plis sont déversés dans la direction de la pente. Reyer attribue une grande importance à ce mode de plissement, qu'il a pu reproduire expérimentalement [9]. Hans Schardt va jusqu'à admettre que, sur de très grandes surfaces, les couches peuvent se détacher de leur substratum et glisser, en suivant une pente, de manière à se trouver charriées, à de très grandes distances du lieu où elles se sont déposées, par-dessus des couches plus récentes, sur lesquelles elles viennent reposer en recouvrement. Sans aller aussi loin que Hans Schardt, on peut fort bien admettre que, dans un pli initial rompu par une poussée latérale, le flanc normal puisse être charrié sur de grandes surfaces, dès qu'il aura rencontré des conditions de pente favorables.

La THÉORIE DE l'expansiois cst Certainement une des plus intéressantes parmi celles qui n'ont pas pour point de départ l'hypothèse de la diminution graduelle du rayon terrestre; elle suppose que, si Von envisage une bande plissée de la surface terrestre, les deux bords de cette bande ne se sont pas rapprochés lors du plissement, mais que ce sont les roches constituant la bande qui ont augmenté

518 LES PHENOMENES GÉOLOmQUES

de volume, sans s'étendre latéralement, de manière à se plisser. Il v a un certain nombre de géoloj^ues qui attribuent, avec Mellard Roadn [10, 11], l'expansion à la dilatation qui résulterait d'une augmentation de température. On a vu, dans un précédent chapitre, comment les couches profondes des géosynclinaux subissent nécessairement, sous l'action de la chaleur interne, une grande élévation de température, qui a joué un certain rôle dans les phénomènes de métamorphisme. Si les deux bords du géosynclinal demeurent flxes, il est évident que la dilatation résultant de cette élévation de température aura pour effet un plissement des couches profondes, qui se répercutera jusque dans les assises superficielles et pourra même déterminer la formation de reliefs montagneux.

On peut citer encore pour mémoire les plissements résultant du gonflement des couches par l'hydratation de certaines roches telles que l'anhydrite. 11 est manifeste qu'il ne peut s'agir ici que de phénomènes tout à fait locaux.

Localisation des phénomènes de plissement. — Une théorie orogénique satisfaisante ne doit pas seulement chercher à expliquer quelles sont les forces sous l'action desquelles se produisent les plissements de l'écorce terrestre, elle doit également mettre en évidence les causes pour lesquelles les plissements naissent dans des régions déterminées, tandis que, dans d'autres, les couches sont restées sensiblement horizontales; en d'autres termes, elle doit donner une explication plausible de la localisation des phénomènes de plissement, qui, depuis longtemps, attire l'attention des géologues. Suivant leur nature, les interprétations qui ont été proposées peuvent être classées en plusieurs groupes.

Un premier groupe comprend les théories orogéniques qui ont pour point de départ la localisation des dislocations suivant des lignes géométriques orientées de telle sorte qu'elles constituent sur la sphère un réseau.

Réseau pentagona!. — La plus connue de ces théories est sans conteste celle du réseau pentagonal, due à Elie de Beaumont [2,3], saluée avec enthousiasme lors de son apparition en 1829, actuellement pour ainsi dire tombée dans l'oubli.

Les chaînes de montagnes étant, dans la théorie de la contraction, les parties de l'écorce terrestre qui ont subi un écrasement transversal, plusieurs chaînons parallèles constituent un système montagneux, qui doit son oripne à des compressions se produisant suivant une même direction. Elie de Beaumont suppose que les différents

LES THÈOUIES OROGÉNIQUES

de Beaumont re marque que

systèmes correspondent à autant de grands cercles moyens ou grands cercles de comparaison, qui se coupent sur la surface de la sphère, de façon à y iSxer les sommets d'un dodécaèdre pentagonal inscrit (fig. 194) . Aux 15 grands cercles primitifs, il ajoute un certain nombre de cercles auxiliaires, correspondant également à des systèmes de inontafçnes. Il admet ensuite que tous les soulèvements présentant la même direction sont du même Age et appartiennent au même système et que, d'autre part, tous les systèmes sont d'Age différent et sont dus à des « révolutions », dont les principales ont eu lieu à la limite de deux périodes géologiques. En 1867, il comptait déjà 83 systèmes distincts. Quant à la question de savoir comment la symétrie pentagonale a pu être produite par la contraction progressive de la masse interne du globe, Elie y répond par la de toutes les divisions de la sphère en figures égales et régulières, la division en 12 pentagones réguliers est celle qui combine le plus heureusement le plus grand nombre des subdivisions avec la petitesse des contours et qui possède, à cet égard, une supériorité marquée sur la symétrie quadrilatérale et sur toute autre combinaison. Il ajoute qu'on pourrait ne pas chercher à la symétrie pentagonale « d'autre raison d'être que cette régularité même ». Dans la pensée d'Élie de Beaumont, cette symétrie est un fait d'observation indépendant de toute théorie et en particulier indépendant de la théorie de la contraction. Par une singulière ironie du sort, cette théorie, malgré les attaques qu'elle a subies, est restée encore inébranlée; les prétendus faits d'observation, dont elle devait fournirl'interprétation, se sont par contre depuis longtemps évanouis comme un mirage fallacieux.

Personne ne songe plus à admettre aujourd'hui qu'une chaîne de montagnes est constituée uniquement par des plis parallèles entre eux et à un « grand cercle de comparaison » ; il est au contraire de plus en plus manifeste que les zones montagneuses sont essentiellelement sinueuses, comme l'a établi Suess dès 1873 [7]. Les conclusions prématurées d'Élie de Beaumont étaient basées sur une connais-

Fig. 104. — Dodécaèdre pentagonal (d'après A. db Lappahbnt). Le pointillé correspond h un grand cercle pas* sant par deux sommets.

520 LES PHÉXOMKNES GÊOLOGIOLES

sanoe incomplète des récrions ]>Iisst»es et sur les cartes insuffisant"- (le l'époque. De plus, il n'est pas exact que les plis parallèles dur.même chaîne de monla^nies soient toujours du même Aire et Vm a constaté, dans bien des cas, que les plis sont de plus en pinrécents à mesure que Ton se dirige vers le bord de la chaîna. Le système pentajronal ne compte plus actuellement aucun adept* et cependant il a littéralement hypnotisé plusieurs générations d* géologues, grâce à la grande autorité scientifique dont jouis^^ii*. Élie de Beaumont et surtout grâce à la haute situation officielle qu'il occupait.

On a fait également des objections de principe au système pentagtmal. La principale réside, d'après A. de Lapparent, dans c rincompatibilité qui existe, a priori, entre la figure de la croûte du gIob<» t»l celle d'un dodécaèdre pentagonal. Ce solide, bien connu en cristallographie, est caractérisé par l'existence de couples de faces parallèles, qui se correspondent deux à deux, ainsi que les sommets, aux extrémités d'un même diamètre. C'est donc essentiellement une ligure centrée, et si la forme du globe s'en rapprochait dans ses traita généraux, on devrait voir les saillies continentales, d'une part, et les dépressions océaniques, de l'autre, se répéter de part et d'autre du centre. Or, c'est précisément l'inverse qu'on observe. »

Réseau orthogonal. — L^ne théorie orogénique particulièrement intéressante a été émise en 1892 par Marcel Bertrand [12, 13], c'e^t celle du réseau orthogonal. Elle a pour point de départ une observation faite longtemps auparavant par Hébert dans le bassin de Paris. La Craie présente dans cette région des plissements suivant deux directions qui se coupent à angle droit. La direction principale prolonge celle des plis paléozoïques du massif Armoricain, et Marcel Bertrand a montré que ce sont ces mêmes plis qui ont rejoué après l'époque Crétacée. La direction transversale est parallèle aux bords ouest et est du bassin, c'est-à-dire aux bords des deux aires de surélévation qui le délimitent. Le mouvement transversal par rapport aux plissements principaux qui a donné naissance au massif Armoricain et aux Vosges a également laissé des traces dans l'aire d'ennoyage intermédiaire, en donnant lieu à un système de plis orthogonaux.

Marcel Bertrand, conmie on l'a vu déjà précédemment, a généralisé l'interprétation de ces faits, relatifs au bassin de Paris [XV. 16]. Dans sa pensée, le système des plissements principaux est disposé suivant les parallèles, tandis que le système transversal est orienté suivant les méridiens. Mais ce système orthogonal s'ordonne.

LES THÉORIES OROGÉNIQUES 521

Vaprës lui, a non pas autour des p61es, mais à peu près autour des pùles mag'nétiques ».

Ceci revient à dire que les zones de plissement sont à peu près parallèles au. bord de Tanoien continent Nordatlantique et que leurs surélévations et leurs ennoyages respectifs se produisent suivant des lignes orthogonales. 11 est probable que la même loi préside à la répartition des zones de plissement autour des autres aires continentales, mais actuellement il n'est pas possible d'en donner la démonstration rigoureuse. Dans tous les cas, il ne peut être question d'une disposition s'étendant à tout Thémisphère nord et encore moins de sa répétition dans l'hémisphère sud. La position des pôles magnétiques semble n'avoir aucun rapport avec celle des points où viennent converger les lignes de chaque système orthogonal.

Syslèïne tétraédrique. — Dans ces dernières années, les géologues

et les géographes ont beaucoup parlé d'un système télraédriqiie,

conçu d'ailleurs de bien des façons différentes suivant les auteurs

qui s'en sont faits les défenseurs [16]. Les premiers, comme Richard

Owen et Lowthian Green, avaient surtout en vue l'interprétation de

certaines formes géographiques de la surface terrestre et notamment

la forme en pointe des trois continents de l'hémisphère sud. Ils

supposent qu'en se refroidissant la Terre tend vers une figure

géométrique à quatre faces, le tétraèdre, qui, de tous les solides,

possède, à surface égale, le plus faible volume. Pour se rapprocher

davantage de la forme sphérique, on suppose ce tétraèdre à arêtes

courbes et on superpose à chaque face une pyramide à trois ou à six

taces très surbaissée ; on a alors un tritédraèdre ou un hexatétraèdre

à faces courbes, que l'on peut appeler un télraédroîde (fig. 195).

L'hypothèse de la déformation tétraédrique a d'ailleurs pour point de départ un fait d'expérience. D'après Fairbairn, un tube cylindrique qui se déforme par compression tend à prendre une section en forme de triangle équilatéral. On avait conclu qu'une sphère creuse, en se déformant dans les mêmes conditions, devait tendre à prendre une forme tétraédrique. Une ingénieuse expérience de Ch. Lallemand [15] est venue confirmer cette assimilation : un ballon de caoutchouc d'où l'air fut aspiré peu à peu prit une forme voisine de celle du tétraèdre. La même expérience a été répétée avec succès en faisant un vide partiel dans des ballons de verre ramollis par la chaleur. Les promoteurs du système tétraédrique * cherchaient au début à

i. On trouvera un excellent résumé des travaux relatifs au système tétraédrique dans un mémoire récent de Th. Arldt [10]. Les vues personnelles de l'auteur témoignent d'une connaissance et d'une compréhension insufllsantes des données géologiques.

coordonner surtout des traits géographiques, dont la signification devait nécessairement leur échapper, étant donné le peu de déveloj»pement, à leur époque, des connaissances sur les dislocations d*» Técorce terrestre.

C'est à Michel-Lévy [XXI, 2] que revient le mérite d'avoir, le premier, construit un tétraèdre en se basant sur des données géolo-

Fig. 195. — Tétraèdre, tritétraèdre, hexatétraèdre et tétraédroîde (d'après A. dc Lapparbnt).

giques précises. Dans un premier travail, il détermine les six grands cercles principaux du système tétraédrique, en partant des lignes tracées sur la sphère terrestre par les centres volcaniques tertiaires et post-tertiaires. Ceux qui suivent les zones de plissement jalonnent les arêtes saillantes.

Les trois arêtes délimitant la face supérieure, plus ou moins perpendiculaire à Taxe de la Terre, sont : 1** la zone des plissements hercyniens, depuis le golfe du Mexique jusqu'en Asie Mineure, en passant par les Alleghanies et par l'Europe centrale; 2* la zone des

LES THÉORIES OROGÉNIOUES 523

plissements alpins, dans TAsie méridionale; 3° une ligne entièrement immergée dans le Pacifique, reliant le golfe du Mexique aux îles t>alomon.

Les trois arêtes méridiennes qui convergent non loin du pôle sud sont données par la Cordillère des Andes, par le fossé éthiopien et par la chaîne orientale de TAustralie.

Chacune de ces arêtes est située sur un grand cercle qui dessine sur chaque face une arête de pyramide; l'ensemble de ces arêtes du tétraèdre et des quatre pyramides à trois faces forme un tritétraèdre. Quelques-unes des arêtes de pyramide, prolongeant des arêtes de tétraèdre, sont remarquables : les Montagnes Rocheuses continuent les Andes; TOural est dans le prolongement du fossé éthiopien; Tare des îles Bonin, du Shishito et du Japon épouse la direction de la chaîne Australienne.

On peut faire au système tétraédrique tel que Michel-Lévy le concevait en 1898 le reproche de se servir, pour la détermination des grands cercles, à la fois des plissements hercyniens, des plissements alpins et de grandes lignes de fracture qui ne correspondent pas à des lignes de plissement, c'est-à-dire de faire intervenir des éléments hétérogènes et d'Age bien différent. Aussi Marcel Bertrand [19], partant de l'idée, d'ailleurs très contestable, que la position des arêtes du tétraèdre sur la sphère a varié d'une période géologique à l'autre, a-t-il construit un système tétraédrique en ne s'occupant que des éruptions actuelles et en joignant par des lignes continues tous les volcans ayant manifesté des traces d'activité depuis l'époque historique. Les lignes obtenues étant sinueuses, Marcel Bertrand les envisageait comme des grands cercles déformés. Ces six grands cercles, en se coupant, dessinent deux tétraèdres opposés par la base, l'un boréal, l'autre austral, d'ailleurs irréguliers tous deux et formant dans leur ensemble une double pyramide trièdre.

« Du coup, objecte très justement A. de Lapparent [20], il devient impossible de déduire cette forme du refroidissement régulier d'une enveloppe sphérique, comme aussi l'opposition nécessaire des deux sommets, ainsi que l'existence du plan de symétrie commun, se montrent en contradiction formelle avec le caractère antipodal des accidents de la surface terrestre. En même temps, le principe d'homogénéité se trouve choqué par la coexistence de deux sortes de sommets, les uns trièdres, les autres à quatre arêtes. »

A. de Lapparent et, après lui. Th. Arldt [16] font d'ailleurs coïncider les trois angles solides de l'hémisphère nord avec le centre de chacun des trois boucliers Canadien, Scandinave et Sibérien, le qua-

b24 LES PHENOMENES GÉOLOGIQUES

trième étant placé au pôle sud et les trois arêtes méridiennes étant déterminées par les lignes axiales des trois continents de rhémisphère sud, conformément à la conception de Lowthian Green.

Michel-Lévy qui, on l'a vu plus haut, envisage les trois boucliers, non comme des angles trièdres, mais comme les trois faces de la pyramide septentrionale, fait remarquer [XXI, 4] que les grands cercles du tétraèdre doivent servir de charnière aux mouvements de l'écorce terrestre et que, par conséquent, ils doivent se confondre avec les géosynclinaux, sur remplacement desquels prennent naissance les zones de plissement. Et il constate, en effet, une remarquable coïncidence avec le tracé des géosynclinaux de Tère Secondaire, tel qu'il a été donné par l'auteur de ce traité (fig. 37).

Si cette coïncidence n'est pas fortuite, il est nécessaire de substituer à la cassure érythréenne, qui forme l'une des arêtes méridiennes dans le tétraèdre de Michel-Lévy, le géosynclinal de Mozambique, qui lui est grossièrement parallèle. Il faudra s'efforcer également de trouver, sur les trois faces méridionales, des arêtes déterminant des pyramides triangulaires semblables à celle de la face nord*.

Si maintenant on tient compte du fait incontestable, sur lequel nous reviendrons plus loin, de la complication croissante, au cours des temps géologiques, du tracé des systèmes de montagnes, on jugera qu'il est préférable de construire le tétraédroïde en se basant sur un tracé plus ancien que celui des plissements alpins ou des géosynclinaux qui leur correspondent. On choisira par exemple celui des plissements de la fin des temps paléozoïques, ou un tracé plus ancien encore, qui aura des chances encore plus grandes de se rapprocher beaucoup du tétraèdre primitif. Mais ici on se heurte à des difficultés insurmontables, résultant de l'insuffisance de nos connaissances des plissements calédoniens et huroniens en dehors de l'Europe et de l'Amérique du Nord. On devra surtout renoncer à se servir des lignes de fracture jalonnées par des volcans, qui sont des traits tout à fait secondaires et presque toujours assez récents dans la structure de l'écorce terrestre et sont loin, comme on sait, de posséder tous la même signification tectonique (eh. XXI).

Localisation des zones de plissement s?/r remplacement des géosynclinaux. — Les géologues américains, en particulier James Hall, Dana, Le Conte, ont toujours insisté sur la coïncidence des zones de plisse-

1. Voici ce que dit récemment Michel-Lévy à ce sujet : « En réalité, le tétraédroïde se compose de 12 trinng:les pyramidaux; mais d'une part la position de Taxe de rotation de la terre donne une importance spéciale à la pyramide septentrionale, comme Ta fait remarquer M. Marcel Bertrand; en outre l'invasion des océans elTace une partie des triangles méridionaux • [XXI, 4, p. 583].

LES THÉORIES OROGÉNIQUES 525

ment avec les zones de sédimentation intense ou géosynclinaux. Dans un précédent chapitre (ch. XII), nous avons donné des preuves multiples de cette localisation des mouvements orogéniques et nous avons montré également, par plusieurs exemples, que, contrairement à Topinion courante, les géosynclinaux ne prennent pas naissance à la limite d'un continent et d'un océan, mais bien entre deux aires continentales. Les exceptions apparentes sont dues, soit à r effondrement ultérieur d'un continent situé sur l'emplacement de l'océan actuel, comme dans le cas de l'océan Indien; soit à une dépression générale, suivie de submersion, de toute une aire continentale, comme dans le cas du Pacifique. Il est inutile de revenir sur cette démonstration, mais le moment est venu de rechercher les causes de la localisation des zones de plissement sur l'emplacement des géosynclinaux.

La superposition des deux phénomènes dans des zones privilégiées de la surface terrestre est évidemment favorable à la théorie de l'expansion, qui a été résumée plus haut. Il est incontestable que la dilatation, par la chaleur, des strates constituant le fond d'un géosynclinal doit nécessairement amener le plissement de ces couches profondes; mais on a souvent objecté à cette conclusion que la cause n'était pas adéquate aux effets produits. On peut concevoir qu'il s'est formé des plis irréguliers, serrés et de déversement variable, tels que ceux des schistes cristallins; mais il est bien certain que les plis couchés, quelquefois empilés, et les grands charriages, témoignant de refoulements tangentiels d'une extraordinaire intensité, ne peuvent avoir une pareille origine, d'autant plus que ce sont souvent les parties les moins profondes des géosynclinaux qui sont ainsi poussées pardessus les zones d'accumulation intense.

On ne peut pas invoquer en faveur de la théorie de l'expansion l'augmentation d'intensité des plissements avec la profondeur, qui a été en particulier démontrée par Lugeon pour le massif des Bauges, dans les Alpes calcaires de Savoie. Cette plus grande facilité qu'ont les couches à se plisser dans le fond des géosynclinaux tient essentiellement à l'augmentation de leur plasticité avec la profondeur (ch. XV, p. 232).

Si l'on attribue la formation des géosynclinaux, non pas à une descente graduelle sous le poids des sédiments accumulés, mais à une compression bilatérale, il est tout naturel qu'à un moment donné l'écrasement soit assez intense pour qu'il se produise des plis, par exagération du phénomène, et ces plis seront plus accentués en profondeur qu'à la surface. Cette explication ne rend d'ailleurs pas

526 LES PHÉNOMÈNES GÊOLOGl^ES

compte (lu déversement des plis dans une direction unifomie et do phénomène des grands charriages, ni surtout de la surrection de la chaîne avec ses maxima et ses minima.

Hésultats acquis. — La plupart des théories qui viennent d'être exposées renferment une part de vérité ; il est certain qu'aucune ne rend compte de la totalité des faits relatifs au diastrophisme qui sont actuellement connus. Avant de conclure, il est nécessaire de récapituler les données sur les phénomènes orogéniques et épirogénîques qui peuvent être considérées comme à peu près définitivement acquises et, en particulier, celles qui sont relatives à la succession dans le temps des diverses phases de plissement et à la répartition géographique des chaînes anciennes et récentes. De telles synthèses ont d'ailleurs été maintes fois entreprises [0, 1, 3, 22, 23; XII, 12; XI\\ 14, 17; 7, 21-23J, pour le plus grand proût de nos connaissances. Dans les pages qui suivent il sera souvent nécessaire d'anticiper dans une certaine mesure et de considérer comme établis des résultats dont la démonstration ne pourra prendre place que dans la deuxième partie de cet ouvrage.

Les premiers renseignements que nous possédons sur les mouvements de l'écorce terrestre remontent à la période Archéenne, dont les sé<liments, presque toujours très métamorphisés, sont universellement plissés et supportent, dans certaines régions, en discordance, les dépôts algonkiens, qui renferment les plus anciens organismes connus. Il y a d'ailleurs eu plusieurs phases de plissement pendant la période Archéenne et pendant la période Algonkienne, dont il est difficile de faire la part respective. Les lignes directrices en sont encore mal connues. Dans leur ensemble, ces mouvements ont donné naissance à ce que l'on a appelé la chaîne huronienne. Il serait plus juste (le parler de massifs htironiensy car ils forment le centre ou en quelque sorte le noyau des anciennes aires continentales. On leur a donné aussi le nom de noyaux archéens, mais en leur faisant sur les cartes géologiques une part beaucoup trop large, car on leur a attribué à tort de grandes surfaces de schistes cristallins beaucoup plus récents.

On peut supposer que ces noyaux archéens correspondent aux faces des pyramides du tétraèîlro primitif, mais c'est là une pure hypothèse. Ce qui est in(»ins hypothétique, c'est l'existence, dans les intervalles qui les séparent, de très larges géosynclinaux, où les terrains archéens et algonkiens sont concordants entre eux et avec les premiers terrains paléozoïques. Sur l'emplacement de cesgéosyn-

LES THEORIES OROGÉNIQUES 527

olinaux, que Ton pourrait assimiler aux arêtes, aux premières lignes tlo cassure du tétraèdre, naissent toutes les zones de plissement \>ostérieures à la chaîne huronienne.

La prejuière se forme sur le pourtour de chacun des noyaux a,vehéens et il est probable que, dans chaque cas, une ceinture de plis oi^toure entièrement le noyau. Ce sont les plissements calédoniens, f\\jLi commencent au milieu de l'époque Silurienne et se continixent jusqu'au milieu du Dévonien (fig. 68, p. 209).

Nous ne sommes pas encore en état de pouvoir donner, pour chaque cvire continentale, la preuve de l'existence de ces mouvements et ce ix'est que par analogie que nous sommes en droit de supposer leur généralité. Nous les connaissons à la fois en Europe, au sud des plissements huroniens, et au Sahara [24], c'est-à-dire sur les deux bords du large géosynclinal qui sépare le noyau du continent Nordatlantique de celui du continent Africano-Brésilien. Dans l'intervalle, c'est-à-dire dans le fond du géosynclinal, les plissements calédoniens ne se sont pas fait sentir, car le Silurien et le Dévonien y sont concordants. Les deux zones symétriques, de part et d'autre de la Méditerranée actuelle, n'ont pas tardé à s'adjoindre aux noyaux arohéens, diminuant d'autant la largeur du géosynclinal. Il est difflcile de tirer une conclusion générale de la direction vers laquelle sont déversés leurs plis et poussés leurs charriages, car en Ecosse ils le sont vers le nord, en Scandinavie vers le sud-est* [25], tandis que nous ne savons rien du sens des plissements calédoniens au Sahara.

Une nouvelle période de diastrophisme commence vers la fin de l'époque Carbonifère pour se continuer pendant toute l'époque Perniienne. Il se forme des plissements, que, pour la commodité du langage, nous appellerons hercyniens, quoique ce terme soit impropre. Ce sont les plissements armoricains et varisques de l'Europe centrale. Ils ont leur pendant dans l'Europe méridionale et dans l'Afrique du Nord (Meseta Ibérique et Marocaine, Sud Oranais). Dans l'intervalle des deux zones, le Carbonifère et le Permien, et souvent le Permien et le Trias, sont concordants. Le géosynclinal continue d'exister, mais il s'est rétréci au bénéfice des deux aires continentales qui le délimitent. Dans l'Europe centrale, les plis hercyniens sont très

1. Le Bouclier Scandinave se composait tout d'abord, comme on le verra plus tard, de deux noyaux archéens, la chaîne des Lofoten et le massif qui forme les deux rives du golfe de Bothnie. C'est dans l'espace compris entre ces deux noyaux que prend naissance la chaîne Scandinave, dont les plis sont refoulés vers le S. E., de manière a s*étalor en une vaste nappe charriée sur le bord du noyau archéen du golfe de Bothnie.

jrénéraleinent déversés vers le nord, cVst-à-dire de Taxe du gréosvn clinal vers le continent. On ne peut encore affirnier avec certituàquVn Afrique ils sont réellement déversés vers le sud, comme c* I » parait probable.

En Asie, les Allaïdes de Suess sont un homologue des plisseineiithercyniens d'Europe. Ils entourent le noyau archéen de la Sibérie-. Dans l'Amérique du Nord, dans T Amérique du Sud et en Austral i»*. les anciens noyaux se sont également accrus de toute la largeur ih'> bandes plissées vers la fin du Paléozoïque.

En Europe. les plissements hercyniens ne sont pas toujours parallèles aux plissements calédoniens. Déjà, en effet, ceux-ci ont subi des surélévations transversales, de sorte que ceux-là ont adapté leur tracé à un avant-pays hétérogène. Dans le Sud du Pays de dalles, par exemple, les plissements calédoniens s'enfoncent sous les plissements armoricains, qu'ils coupent sous un angle assez aigu.

L'ère Secondaire est une période où les forces orogéniques n'ont eu qu'une activité très atténuée. Aucune nouvelle zone de plissements ne prend naissance, quoique les discordances soient assez fréquentes, aussi bien dans les géosynclinaux que dans les aires continentales, sans doute en raison d'importants mouvements épirogéniques. Vers le milieu du Tertiaire, il se produit une recrudescence qui se continue jusque vers la fin de l'époque. C'est alors que prennent naissance les plissements alpijis, dont nous avons précédemment esquissé le tracé (chap. XII). Ils se forment sur l'emplacement des géosynclinaux de l'ère mésozoïque (fig. 37), déjà subdivisés en géosynclinaux secondaires par des noyaux hercyniens et par des crêtes géanticlinales, telles que celle du Uriançonnais, qui deviendront l'axe de la nouvelle chaîne et se déverseront en grands plis couchés sur l'un ou l'autre des versants. Du géosynclinal primitif, certaines parties subsistent, qui d'ailleurs constituent des dépressions discontinues; ce sont les fosses actuelles de la Méditerranée, de l'Archipel Malais, de la mer des Antilles et du pourtour du Pacifique.

En Europe, les plis de la chaîne des Alpes naissent sur le bord septentrional du géosynclinal ; ceux des Z)îwanrfes [0, 22, t. III], sur le bord méridional. Les Alpes sont déversées vers le nord, c'est-à-dire comme les plissements hercyniens, de l'axe du géosynclinal vers le continent Nordatlantique; les Dinarides le sont vers le sud, c'est-àdire de l'axe du géosynclinal vers le continent Africain. Momentanément, entre le méridien de Turin et celui de Vienne, les deux chaînes sont en contact immédiat et se sont écrasées l'une contre

LES THÉORIES OROGÉNIQUES 529

l'autre, de sorte que ce segment a été le théâtre des mouvements de cliarriage les plus intenses qui aient été jamais signalés à la surface de la Terre.

l^e tracé des deux chaînes est essentiellement sinueux, il l'est

cl «avantage que celui des chaînes hercyniennes, mais il Test pour la

iiif^Miie cause. Les géosynclinaux de Tère Secondaire et, par suite,

les chaînes tertiaires se sont établis sur un fond essentiellement

liétérogène, à la fois sur l'emplacement des géosynclinaux primaires

et sur les aires d'ennoyage des plissements hercyniens. Ils serpentent

ainsi au milieu des aires de surélévation de l'ancienne chaîne,

Y>assant sans cesse d'une direction parallèle aux plis principaux à

une direction transversale, conformément à ce qu'avait dit Marcel

Bertrand [12]. On voit ainsi les plis des Sudètcs s'enfoncer sous le

Karpates, ceux de la xMeseta Ibérique disparaître sous la plaine du

Guadalquivir, en regard des plis couchés de la chaîne Bétique.

En dehors des régions méditerranéennes, il n'est pas facile, dans Totat actuel de nos connaissances, d'établir avec certitude l'existence de chaînes doubles, comme les appelle Michel-Lévy [XXI, 2], déversées en sens inverse, de l'axe du géosynclinal vers les bords, conformément à ce qui se produit pour les Alpes et les Dinarides. On peut, avec Michel-Lévy, envisager comme telles les Coast Ranges de Californie et les Montagnes Rocheuses et peut-être aussi l'Himalaya et les chaînes du Thibet.

En revanche, les Pyrénées constituent, d'après les recherches récentes de Léon Bertrand, une chaîne simple en éventail, comprimée entre le Plateau Central et la Meseta Ibérique.

En général, en Asie, comme l'a montré Ed. Suess [21; 0, 22, t. III], les plissements sont déversés, non pas vers le noyau continental, vers le continent Sino-Sibérien, mais en sens inverse, vers les profondes dépressions de l'océan Indien et du Pacifique. L'on peut se demander si, au début des mouvements orogéniques qui ont donné naissance aux guirlandes de plis entourant l'Asie, des aires continentales ne subsistaient pas sur l'emplacement de ces deux océans.

Dans tous les cas, l'extrême sinuosité est un des traits distinctifs des plissements tertiaires sur toute la surface du Globe, et partout leur tracé est plus compliqué que celui des plissements paléozoïques. C'est ainsi que la rencontre des plissements précarbonifères de la cote orientale de l'Australie avec les plissements tertiaires de la Nouvelle- Guinée peut être rapprochée du plongement des plis carbonifères des Sudètes sous les plis tertiaires des Karpates. Partout les géosyn-

Hauq, Traita de Géologie. 34

clinaux mosozoïques et les plissements tertiaires ont adapté leur tracé à un fond hétérogène, au lieu de suivre fidèlement Taxe de< anciens géosynclinaux, qu'ils ont souvent abandonné pour décrira, sur remplacement des aires d'ennoyage des plissements paléozoïqut'<, des boucles comparables à celles des Karpates, de la Méditerranée occidentale et des Antilles, auxquelles il faut ajouter sans dout^? la courbe qui raccorde les Andes aux terres antarctiques. En même temps, des portions de la chaîne Hercynienne sont remaniées et englobées dans les plissements alpins.

A toutes les époques, les plissements nouvellement formés ont profité, pour y pénétrer, de la présence des aires d*ennoyage, ihb dépressions de la zone de plissement précédemment formée.

Ainsi rOural, rameau dévié des plissements paléozoïques de l'Asie centrale, a pris naissance grâce à une dépression transversale des plissements postarchéens qui antérieurement formaient, comme l'a montré Suess [0, 22], la jonction de l'Europe septentrionale avec le noyau central de la Sibérie. De même, les plissements tertiaires du Portugal, que Paul (HiolTat a récemment fait connaître, ont proiité d'un abaissement des axes de la Meseta. Dans les deux exemples, l'ancienne et la nouvelle direction se coupent presque à angle droit.

Les plissements tertiaires, tout comme ceux des périodes antérieures, ont été, postérieurement à leur formation, affectés de mouvements transversaux, segmentés en aires de surélévation et en aires d'ennoyage [chap. XIV]. C'est même certainement à ces ondulati(»ns dans le sens longitudinal que sont dues la mise en saillie des chaînes et la formation de profondes dépressions sur l'emplacement même de la zone de plissement. Ce mécanisme explique fort bien comment le Caucase a surgi entre la mer Caspienne et le détroit de Kertch; comment l'ancienne jonction des plissements de la Crimée méridionale et des Balkans est recouverte par les eaux de la mer Noire; comment la mer Egée a pris naissance par un abaissement transversal des axes des plissements dinariques, accompagné de la surrection des chaînes de la Grèce et de l'Asie Mineure; comment le raccordement des Alpes méridionales et de l'Apennin est aujourd'hui caché sous la plaine du Pô. On pourrait multiplier les exemples, ils ne feraient que confirmer le rôle capital joué par les ondulations longitudinales dans les zones de plissement.

L'histoire des transgressions nous montre que souvent une phase orogénique a été suivie immédiatement par une invasion marine de la région. Il est difficile d'admettre dès lors que le phénomène de plissement a coïiicidé avec uile surrection de la région plissée et l'on

LES THÉORIES OttOGÉNIQUES 531

loit conclure avec James Hall [XII, 4J qu'il s'est effectué en profonieur. L'augmentation de Tintensito des plis à mesure qu'on s'éloigne ie la surface conduit d'ailleurs au même résultat.

1/ histoire des vallées (chap. XXY) nous a fait attribuer les rajeunissements successifs du profil et la formation de terrasses étagées à des hauteurs décroissantes à un soulèvement par saccades de l'ensemble des massifs montagneux.

La surrection des chaînes de montagnes, consécutive au plissement, peut donc être assimilée à la formation des aires de surélévation et des aires continentales. Elle rentre dans la catégorie des mouvements épirogéniques et non, si paradoxale que puisse paraître une pareille affirmation, dans celle des mouvements orogéniques.

Nous avons vu précédemment que la segmentation des zones de plissement est postérieure aux mouvements orogéniques qui ont donné naissance à cette zone. Nous avons vu aussi que les mouvements des divers segments surélevés d'une même zone sont synchroniques et de même signe. L'étude des oscillations du bouclier Scandinave nous a montré les relations qui existent entre les mouvements épirogéniques et les pbénomènes glaciaires : les soulèvements entraînant la formation d'une calotte glaciaire qui envahit toute Taire de surélévation, les affaissements produisant la fonte des glaciers et leur retrait graduel. En généralisant cette déduction, nous pouvons maintenant assigner une cause générale aux phénomènes d'extension et de retrait des glaciers : nous attribuons le synchronisme des phases d'extension glaciaire sur toute la surface du Globe au synchronisme des mouvements épirogéniques positifs.

Cette relation de cause à effet n'avait pas échappé à Le Conte, qui pourtant n'avait pu saisir les rapports existant entre les mouvements orogéniques et les mouvements épirogéniques. Voici ce qu'il écrivait en 1897 [XXVIII, 24J : « Presque tous les changements dans la Géographie physique pendant les temps géologiques, avec les changements dans le climat, dans le caractère et la distribution des formes organiques qui en sont la conséquence, presque tous ces traits de l'histoire de la Terre ont été déterminés par ces mouvements oscillatoires. »

Mais le mécanisme de la segmentation des zones de plissement en aires de surélévation permet encore de comprendre un autre des traits essentiels de la face de la Terre. Si les aires continentales peuvent ^^Yii assimilées à des aires de surélévation, certaines dépressions océaniques peuvent être comparées à des aires d'ennoyage. L'Atlantique tout au moins affecte ce caractère. En effet, la zone des plisse-

iiienls archéens subit uu ennoyage entre le Labrador et le Nord <l^ rÉcosse; celle des plissements calédoniens, entre Tîle de Terre-Xeuvr et rirlande; il en est de même des plissements alpins entre le Véii» ziiela et le Grand Atlas Marocain; plus au sud, c'est sans dout4* ul^ dépression des plis qui sépare le noyau archéen du Brésil et celui dt l'Afrique centrale, primitivement réunis; et peut-être les plissement paléozoïques de la République Argentine ont-ils leur prolongement au Cap.

Une grande dépression transversale aux plis sépare aujourd'hui It Nouveau-Monde de l'Ancien et constitue pour toutes les zones A^plissement qui la traversent une aire commune d'ennoyage. Cett*dépression est devenue un géosynclinal et déjà son axe de symétnV est marqué par une ride médiane, vrai géanticlinal, que l'on retrouve dans l'histoire de plusieurs chaînes de montagnes.

Les autres océans ont toutefois un caractère tout différent. L'océan Indien est une dépression formée par effondrement sur l'emplacement du continent Australo-Indo-Malgache. Et ici nous devons nous rappeler ce qui a été dit plus haut du morcellement des continents. Il est inutile de le répéter.

L'océan Arctique est probablement une profonde dépression, qui existe depuis les temps les plus reculés, mais il s'est accru vers l'Atlantique par des effondrements qui ont laissé en saillie le Grœnland, le Spitzberg et la Terre François-Joseph, vestiges du continent Nordatlantique.

Quant au Pacifique, sa bathymétrie nous montre qu'il n'est en réalité autre chose qu'une immense aire convexe de la lithosphère, envahie par les eaux. Bien des faits nous autorisent à croire qu il formait autrefois un continent, autour duquel a pris naissance une immense ceinture de plissements tertiaires. Cependant nous ne savons presque rien de son histoire ni de sa structure, sinon que les traînées parallèles d'îles alignées sur des crêtes sous-marines donnent bien l'impression de zones de plissement.

Le dogme de la permanence des grandes dépressions océaniques, qui compte encore bien des adeptes, quoique Suess lui ait porté des coups décisifs, ne peut pas prévaloir contre les données de la Géographie zoologique et botanique | XII, 12]. On a cependant objecté aux conclusions (|ui viennent d'être exposées, la difficulté de log^er t(»ute l'eau des mers qui remplit actuellement de profondes dépressions auxquelles nous attribuons une origine récente. On oublie que les continents étaient beaucoup moins étendus qu'aujourd'hui et que des fosses profondes occupaient des emplacements où se dres-

LES THÉORIES OROGÉNIQUES l>33

^eut iTiaiiilenant de hautes chaînes de montagnes. L*océan Arctique semble avoir toujours existé et il a pu avoir une profondeur bien svipérieure à sa profondeur actuelle. De plus, nous ne savons pas si entre Aladagascar, l'Australie et le continent Antarctique ne se trouvait pas également une très profonde dépression.

Les oscillations verticales des aires de surélévation ne se répètent pas indéfiniment. Il vient un moment où la rémission des forces Vangentielles favorise leur affaissement et leur morcellement suivant de g^randes lignes de fracture. C'est le sort réservé aux aires eouUnentales. Il a été suffisamment question de ces phénomènes et de leurs relations avec le volcanisme dans un chapitre antérieur (ch. XXI), pour qu'il soit inutile d'y revenir ici.

Les deux hypothèses. — Cet exposé sommaire de l'histoire des

mouvements orogéniques et épirogéniques à la surface de la Terre

nous montre comment et dans quelles conditions les phénomènes se

sont produits, quelles sont les lois par lesquelles ils sont régis. Il

nous reste à remplir une tâche plus difficile, celle de rechercher le

jiourquoi des lois; nous devons essayer tout au moins de préciser quels

sont les agenls physiques qui entrent en jeu dans le diastrophisme.

De toutes les causes qui ont été successivement invoquées dans

l'explication des mouvements orogéniques, deux seulement? peuvent

être retenues, la contraction et Visostasie. Ce sont les seules qui ne

soient pas directement contredites par les données aujourd'hui

acquises.

En effet, la poussée au vide suivie d'écoulement vers les dépressions ne peut expliquer qu'un certain nombre de faits locaux; en tant que cause générale, elle est en contradiction avec le déversement constant des plis vers les massifs antérieurement consolidés, c'estù-dire vers les aires continentales et non vers l'axe des géosynclinaux.

La théorie de l'expansion, si vaillamment défendue par Mellard Reade, supposerait un plissement plus intense dans la région axiale des géosynclinaux que sur les bords de ces dépressions. Or c'est précisément l'inverse qui a lieu. Les zones de plissements prennent naissance symétriquement sur les deux bords des géosynclinanx, tandis que la région axiale reste indenme ou s'accidente d'un ui anticlinal médian.

La théorie de la contraction et celle de l'isostasie s'accomnK»d*'iiU par contre, fort bien de la naissance des zones de plissement sur le pourtour des continents, du déversement des plis vers ces contiîMriiH, du resserrement graduel des géosynclinaux. On a vu plus Unui

quelles étaient leurs prémisses. L'une et l'autre ont eu des partisan* convaincus; actuellement toutefois la plupart des auteurs se \m~ nent sur une réserve prudente.

La théorie de la contraction est due à Elie de Beauniont, mais ell a acquis droit de cité en Amérique, grâce aux lances que Dana fî Le (ionte ont rompues en sa faveur, si bien qu'on Ta appelée quel quefois la « théorie américaine ». La théorie de Tisostasie a été ima ginée par TAméricain Dutton ; en France, elle a été reprise par Marcpf Bertrand, dans une note malheureusement trop succincte [18].

Les partisans de chacune des deux théories reprochent à l'autre Jf ne pas être adéquate î'i la grandeur des phénomènes qu'elles ont la prétention d'expliquer; aussi Bailey Willis [XIV, 8] estîme-t-il que deux forces, de nature différente, agissant dans le même sens, m: sont pas de trop lorsqu'il s'agit de rendre compte de pareilles dislocations. C'est peut-être dans la combinaison des deux théories de la contraction et de Tisostasie que réside la vérité [XII, 12]. Dans la pensée de Bailey Willis, la contraction aurait fourni la fore.» p( l'isostasie aurait déterminé le sens d'une poussée dirigée de la région axiale du géosynclinal vers l'aire continentale. Ainsi s'expliquerait le déversement des plis, partout constaté, vers le bord des géosynclinaux. A la contraction seule serait imputable la formation des géanticlinaux médians et celle des faisceaux de plis à déversement indéterminé. La contraction aurait donné lieu à la première ébauche des géosynclinaux, tandis que l'isostasie aurait facilité leur approfondissement graduel, en raison de l'accumulation des sédiments, qui détermine un excès de pesanteur. En même temps, l^^i^ aires continentales sont déchargées par les phénomènes de dénudation, et l'équilibre isostatique se rétablit par un soulèvement lent de la région. Mais Le Conte a parfaitement montré [XXVIII, 24], en partant de l'étude des oscillations du Bouclier Canadien pendant l'époque Glaciaire, que l'isostasie ne joue qu'un rôle accessoire dans ces mouvements.

La principale difficulté, dans la recherche des causes physiques des phénomènes de diastrophisme, ne réside pas dans l'interprétation des mouvements orogéniques; on a vu que la contraction et l'isostasie ont parfaitement pu additionner leurs effets. Jusqu'ici aucune explication vraiment satisfaisante n'a pu être donnée des mouvements épirogéniques. On ne peut les attribuer à une tendance au rétablissement de l'équilibre isostatique, qui supposerait d'ailleurs une élasticité de l'écorce que celle-ci ne possède évidemment pas h un degré suffisant. La contraction pouvait être invoquée sans diffi-

LES THÉOUIES OllOGËNlQUËS 535

uUé, taat que les surélévations transversales des zones de plisse- [leut, à quoi reviennent les mouvements épirogéniques, pouvaient tre considérées comme synchroniques des mouvements orogéniques, ^t tant que les zones de plissement et les aires de surélévation transversale pouvaient être assimilées respectivement aux parallèles et aux méridiens. Il faut voir évidemment dans ces surélévations les « bossellements lents occasionnés par l'ampleur surabondante de Yèeorce », dont parle Elie de Beaumont. Mais cette explication ne serre pas le phénomène d'assez près et elle rend insuffisamment compte du synchronisme des mouvements épirogéniques, révélé par Vétude des transgressions et des régressions marines. Peut-être la théorie de la déformation tétraédrique nous viendra-t-ellc un jour en aide, mais elle repose encore sur des bases trop incertaines pour permettre dès à présent une coordination satisfaisante des faits.

L^ mécanisme des mouvements orogéniques et épirogéniques commence à être relativement bien connu. La part qui revient dans ces mouvements aux divers agents physiques nous échappe encore en grande partie. Ce n'est que par des approximations successives que nous arriverons à nous rapprocher de la vérité.

\. — k. DE Lapparent. Conférence sur le sens des mouvements de i'écorce terrestre. Bull. Soc, Géol. Fr,y 3« sér., XV, p. 215-241, 1887.

2. — Eue de Beaumont. Recherches sur quelques-unes des Révolutions de la surface du globe, présentant différents exemples de coïncidence entre le redressement des couches de certains systèmes de montagnes, et les changements soudains qui ont produit les lignes de démarcation qu'on observe entre certains étages consécutifs des terrains de sédiment. Ann. des Se. nat., XVIII, p. 5-25, 284-416, XIX, p. 5-99, 174-240, 1829-1830.

3. — Id. Notice sur les systèmes de montagnes. 3 vol. in-36, 1143 p., 5 pi. Paris, 1852.

4. — Constant Prévost. Sur la théorie des soulèvements. Observations. Bull. Soc. Géol. Fr,, i^^ sér., X, p. 430, XI, p. 183-203, pi. I, fig. 9-14, 1839, 1840.

5. — James Dana. Geological Results of the Earlh's Contraction in conséquence of Cooling. Amer.Journ. o/Sc, 2** ser., III, p. 176-188, 7 fig., 1847.

6. — Id. a General Review of the Geological Effects of the Earth's Cooling from a state of Igneous Fusion. ïbid.y 2*^ ser., IV, p. 88-92, 1847.

T. — Eduard Siiess. Die Entstehung der Alpen. 1 vol. in-8^ 168 p.. Vienne,

8. — Cl. Edw. Dutton. On some of the greater problems of physical geology. Bull. 0/ the Philos. Soc. of Washington, XI (1888-91), p. 51-64, 1892 -au. - du 27 avril 1889).

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10. — T. Mellard Reade. The origin of mountain ranges. 1 vol. in S", 3jï* p., 42 pi. London, 1886*.

il. — Id. The évolution of earth structure, with a theory of geom.»: ; c!ianp<'s. 1 vol. in 8', 342 p., 40 pi. London, 1903.

12. — Marcel Bertrand. Sur la déformation de l'écorce terrestre. C. B. M. y. CXIV, p. 402-406, 1892.

13. -- Id. Les lignes directrices de la géologie de la France. Revue gêrir\ des sciences, 5*^ ann., p. 065-682, 1 fîg., 1894.

14. — J. GoLFiER. Esquisse d'un système orthogonal. Bail. Soc. Gêoi P 4« sér., IIF, p. 449 4:i9, pi. XIV, 1903.

15. — Ch. Lallemand. Volcans et tremblements de terre, leurs relations â\^ la Hgure du globe. Bull. Soc. Asiron. de Fronce, 1903, p. 213-222, fîg. i-3.

16. — Tu. Arldt. Die Gestalt der Erde. Beitr. zur Geophysik, VII, p. 285-3^ 5 rig., pi. VH, 1905.

17. — Marcel Bertrand. Le bassin houiller du Gard et les phénomènes > charriage. C, /?. Ac. Sr., CXIII, p. 213-220, 1 fig., 1900.

18. — In. Essai d'une tht^orie mécanique de la formation des luontairn»^?. Déplacement progressif de l'axe terrestre. Ibid., CXlil, p. 291-298, 1 fîg , Iîhmj.

19. — Id. Déformation télraédrique de la Terre et déplacement du pôle. Ibid.. CXIII, p. 4i9-464, 6 fig., 1900.

20. — Dk IJiPPARENT. Sur la symétrie tétraédrique du globe terrestre. Ihkl. CXIII, p. 614-619, 1900.

21. — E. SiT.ss. Ueber die Asymmetrie der nôrdlichen Halbkugel. Silzb.'i k. Akad. d, Wiss. in Wien. Math. Naturw. CL, CVÏI, Abth. ï, p. 80-102, 1898.

22. — Federico Sacco. Essai sur Torogénie de la Terre. 1 broch. in-8*, ol p.. 1 pi. Turin, 1895.

23. — Id. Les lois fondamentales de Torogénie de la Terre, i broch. in-8, 26 p., 1 pi. Turin. 1906.

24. — E.MILE Haug. Sur la structure géologique du Sahara central. C. R. Ac. Se, CXLÏ, p. 374-376, 1905.

25. — A. E. TôRNBBOHM. Grunddragen of det Centrala Skandinaviens Bergbyggnad. K. Svenska Vetensk. Akad. HandL, XXVIH, n* 5, 212 p., 406 Vig., 4 pi, 18%.

26. — J()SE!»H Le Conte. On the Structure and Origin of Hountains, with spécial référence to récent objections to the « Contractional Theory ». Amer. Journ. of Science, 3^ ser., XVI. p. 95-112, 12 fig., 1878.

27. — Id. Théories of the origin of mountain ranges. Journ, of Geolj ï, p. r>i3-573, 3 fiij^., 1893.

28. — A. RoTHPLETZ. Ueber die Moglichkeit den Gegensatz zwischen der Contractions- und Expansionstheorie aufzuheben. Sitzungsber. d. malh.-phys. Cl. d. k. bayer. Akad. d. WUs., XXXII, p. 311-32."», 1902.

29. — Otto Ampfeuer. Ueber das Bewegungsbild von Faltengebirgen. Jahrb. d. k. k.geol Reichsanst., LVI, p. 539-622. 42 fig., 1906.

30. — LuKAS Waagen. Wie entstehen Meeresbecken und Gebirge. Verh. d. k. k. geol. ReichsansL, 1907, p. 99-121.

V. aussi :0,22; Xlï, 4-6, 8, 12; XIV, 4, 8, 1317; XXI, 2, 4; XXVIH, 24.