La montagne au point de vue géologique

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Avec 1 illustration ( n° 172 ) et 1 croquis.

Par le Prof. Dr R. de Girard

( Section Moléson ).

Localisation des montagnes.

D' après ce qui précède, on doit avoir, sur la Terre, un réseau forme de plis N—S que croisent des rides E—W. Comme chaînes latitudinaks, on a, en effet, la huronienne, la hercynienne et l' alpine. La première déborde la seconde, au N par les Huronides, au S par les Gondwanides. La seconde déborde la troisième, au N par les Variscides, au S par les Oranides ( Maro-kiden de Staub ). L' alpine, elle-même, est formée de deux branches: les Alpides au N, les Dinarides au S.

Quant aux chaînes méridiennes, Appalaches, Chaîne britannique-norvé-gienne, Oural — sans parler de celles que cache l' immense Pacifique — elles sont toutes formées d' une « zone axiale » que déborde, de chaque côté, une « gaine » antérieure. C' est en se fendant selon son axe que la gaine a rendue possible la formation de la chaîne axiale.

Les chaînes de la Terre se répartissent donc en deux groupes de directions perpendiculaires. Dans l' un comme dans l' autre groupe règne l' emboîtement que j' ai signalé des 1937. Cette structure donne naissance à des édifices orogéniques dont — on le voit — les éléments bordiers sont antérieurs à la zone axiale.

Edifices orogéniques. L' édifice appalachien commence au « Promontoire Nord-Est » du Groenland, suit toute la côte orientale de cette grande île et, après avoir été interrompu par le Détroit de Davis, borde l' Amérique du Nord jusqu' au Golfe du Mexique. Sur ce parcours, sa bordure calédonienne W est la zone Gaspésie—Mts. Ozark; sa zone axiale pennine comprend les Appalaches proprement dites; sa bordure calédonienne E va de Terre-Neuve au Piedmont-Plateau.

Après avoir dessiné, dans la région des Antilles, une inflexion axiale qui permettra à l' édifice méditerranéen E—W de le croiser, l' édifice appalachien reparaît dans les Brasilides qui longent le bloc sud-américain jusqu' au Rio de la Piata.

L' édifice britannique-norvégien apparaît dès le Spitzberg avec ses trois zones. Sa bordure calédonienne W est dans les Highlands écossais; sa zone axiale, en majeure partie cachée sous la Mer du Nord — d' où le nom de nordique que je donne parfois à cet édifice — émerge finalement dans la « Chaîne pennine » de Grande-Bretagne. Sa bordure calédonienne E est représentée par la chaîne de Norvège.

Après avoir fléchi sous l' édifice méditerranéen, en Europe et dans l' Atlas, notre édifice reparaît en Afrique. Ses chaînes, alors nommées Saha-rides, atteignent la mer au Togo et au Dahomey.

1 S' LA MONTAGNE AU POINT DE VUE GÉOLOGIQUE.

L' édifice ouralien ne montre sa bordure calédonienne W que dans le bloc d' Ust ( entre Caspienne et Aral ). Cependant, un indice de cette bordure est constitué par la région à platine des environs de Perm, car le platine git à un niveau plus profond que le permien, donc dans la bordure d' âge silurien, si ce n' est plus bas encore. Sa bordure calédonienne E est très large, elle renferme des esquilles sialiques comme le « Horst » du Jenissei et le massif de Taimyr. Entre ces bordures s' étend, de la Mer de Kara par la steppe Kirghise jusqu' au pied de l' Altai, la zone axiale de l' édifice, dont l' Oural proprement dit n' est qu' un rameau.

Les édifices dont il vient d' être question sont méridiens, le suivant est latitudinal.

Edifice méditerranéen. En réalité, il est triple: la chaîne huronienne lui sert de bordures extérieures, mais elle est discontinue; ses bordures intérieures, seules vraiment reconnaissables, sont formées par la chaîne hercynienne; enfin sa zone axiale est la chaîne alpine. Sa bordure hercynienne N est constituée par les Variscides; sa bordure hercynienne S par les Oranides.

On sait que les déplatissements ouvrent les synclinaux E—W. C' est ce que le déplatissement pennin fit pour les Variscides. Quand eut lieu l' apla alpin, ces coulisses furent refermées et les sédiments qui s' y étaient accumulés furent plissés, ce qui donna le « ridement saxonien » de Stille, latéral par rapport au plissement alpin et de même âge.

Edifiées sous-marins. Les fonds océaniques sont accidentés par des dépressions appelées fosses et des saillies nommées seuils. Ces derniers sont relativement étroits et toujours allongés ( fig. 6 ).

L' océan Atlantique a son « seuil médian »; l' Indien possède également seuil axial qui le partage en deux; le Pacifique montre trois fosses de direction grossièrement N—S et, entre elles, deux tranches d' écorce qui sont des seuils.

Le seuil atlantique a été regardé comme le prolongement d' une frange continentale, l' Eria ou Atlantide; le seuil Indien prolonge visiblement la presqu'île hindoue; mais ces seuils principaux émettent ou reçoivent des rameaux, seuils secondaires qui font que les troncs eux-mêmes ont reçu une autre interprétation: Argand déjà voyait dans le seuil atlantique un édifice orogénique méridien, pareil à l' appalachien, au nordique, et de même âge, c'est-à-dire établi par le déplatissement calédonien ( au silurien ) et parachevé par le déplatissement pennin ( au permien ). Nous savons aujourd'hui que les Brasilides, continuation des Appalaches, que nous avons vues s' arrêter à la Plata, continuent sous les flots, dans le seuil du Rio Grande, pour venir s' accoler au seuil médian. En face du point où l' aceolement se produit ( Tristan da Cunha ), un autre seuil, celui de la Baleine, vient se réunir au tronc. Or, ce dernier rameau n' est autre chose que le prolongement sous-marin des Saharides arrêtées au Golfe de Guinée.

Les deux branches étant convaincues d' être des chaînes de montagnes, il est logique d' attribuer la même nature au front: l' opinion d' Argand -est vérifiée. Pour la concilier, d' une part avec le caractère continental que dut avoir l' Eria — dont l' existence ancienne n' est pas douteuse — d' autre part avec l' origine géosynclinale qu' il faut attribuer à l' édifice orogénique atlantique, il suffit d' admettre que le Plateau du Télégraphe — tellement plus large que le reste du seuil — représente deux choses: Par sa moitié W où de Reykjanaes, une frange étroite séparant le canal appalachien du canal atlantique et, par sa moitié E ou des Faeröer, l' Eria interposée entre le canal atlantique et le géosynclinal nordique.

Pour l' océan Indien, on admettra que la partie N du seuil axial qui enveloppe l' Hindoustan et Ceylan fait réellement partie de l' Asie, tandis que le seuil commence en réalité par son rameau de Carlsberg qui se dirige à la rencontre de la chaîne ouralienne dont il est séparé par l' édifice méditerranéen. Cette interprétation est d' autant plus vraisemblable que le Canal mozambique, dans lequel on avait l' habitude de voir le prolongement du géosynclinal ouralien, est obstrué par un plateau qui monte jusqu' à — 2000 m ., unissant Madagascar à l' Afrique.

Quant aux seuils qui séparent les fosses du Pacifique, le plus sage est de dire qu' on ignore ce qu' ils sont au juste.

Chaînes géosynclinals. Si on fait l' expérience graphique qui consiste à installer sur un noyau sensiblement aplati une écorce née sur un noyau presque sphéroïdal — expérience qui fut l' origine de ma théorie de l' aplatisse — on trouve que cette écorce doit former un anticlinal Al sur l' équateur tectonique 1 ), puis, de part et d' autre, un synclinal S,, un anticlinal A2 et enfin un synclinal S2, aux confins des régions subpolaires non plissées. Cette disposition se reproduit quelle que soit l' intensité de l' aplatissement, et il se trouve que la succession qui en résulte, de chaînes nées dans des géosynclinaux et de massifs continentaux, est effectivement réalisée dans l' édifice orogénique E—W, lequel traverse l' Asaustralie, l' Eurafrique et s' écartèle devant le Pacifique, en longeant les deux Amériques. Cela prouve que la géographie terrestre est véritablement régie par l' aplatissement.

Le plissement encadré ( Rahmenfaltung ). Les plis d' une chaîne forment un faisceau et celui-ci, en naissant, se moule sur les restes de chaînes antérieures qui peuvent se trouver dans son voisinage. Si ces obstacles sont d' un seul côté, le faisceau est dévié; s' ils se trouvent de part et d' autre, il est encadré; si un obstacle est sur la direction que le faisceau comptait prendre, celui-ci est partagé.

De la Méditerranée à une ligne qui passe par Turin, Chambéry et Lyon, le faisceau alpin est resserré entre ses bordures hercyniennes: le Môle adriatique qui se prolonge sous la plaine du Pô, le Massif provençal et le Plateau d' Auvergne. Aussi, sur toute cette longueur, le faisceau demeure-t-il compacte. Au nord de cette ligne, l' éperon adriatique recule vers l' E, le Plateau Central vers l' W. Mis à son aise, le faisceau alpin s' étale en gerbe; un premier rameau se détache du tronc: c' est le Jura et :e sillon qu' ils laissent entre eux s' élargissant peut loger la molasse suisse et bavaroise.

La tendance à la dispersion gagne l' intérieur du faisceau: un nouveau rameau se détache, c' est le Semnoz laissant derrière lui le lac d' Annecy, puis le tronc des Bauges se partage en Vergys et Aravis, le sillon intermédiaire se fractionnant en ombilics où peuvent se réfugier, à l' abri de l' érosion nive-leuse, des klippes provenant de nappes alpines.

Les plis-nappes — nous le savons — déferlent les uns sur les autres, ceux qui sont enracinés le plus loin en arrière surmontent leurs devanciers, et les lambeaux de recouvrement que ces plis émettent se superposent; naturellement, dans le même ordre. Un ombilic pourra en recevoir d' autant plus qu' il sera plus profond. Le sillon ouvert dans le tronc des Bauges s' élar vers le NE, les ombilics qu' il renferme sont de plus en plus profonds aussi y trouve-t-on de plus en plus complète la série des lambeaux superposés.

Dans la zone des massifs cristallins, la tendance à la bifurcation a produit le sillon houiller qui, de Valorcine à Dorénaz, partage les Aiguilles Rouges en rameau du Luisin et rameau d' Arpille. Beaucoup plus loin, la tendance à l' étalement est favorisée par l' intercalation d' une série de massifs-obstacles — dont la Hongrie est le premier, la Chine méridionale le dernier — qui, surgissant dans l' axe du faisceau alpin, le partagent en deux branches qui finissent par se recourber contre la résistance du bloc pacifique. La branche nord — les Alpides — représentée en Asie par le Kuenlun, se termine dans le Sikota-Alin; la branche sud — les Dinarides — à qui appartient l' Himalaya, finit par les chaînes birmanes.

La disparition des montagnes.

Les montagnes n' ont pas toujours existé, elles ne subsistent pas indéfiniment. Lorsque leur évanouissement a lieu par plongée sous l' océan, tout ce qu' on en peut dire, c' est qu' il a pour cause probable la contraction par refroidissement des loupes magmatiques qui gonflaient le substratum cristallin de la montagne. S' il a lieu par érosion, il se traduit en trois phénomènes nettement perceptibles:

1° L' abolition du relief.le est due à l' action des agents atmosphériques, activement favorisée par la fissuration que le plissement détermine à la surface des anticlinaux. Cette action, dans son ensemble, est comparable à celle d' un rabot se mouvant dans le plan horizontal. Il est évident que le rabot descendra d' autant plus qu' il se mouvra plus longtemps et, comme il commence à agir dès que le relief se dessine, le nivellement sera d' autant plus complet que la chaîne sera plus ancienne 1 ). Pour s' en convaincre, on n' a qu' à comparer le paysage alpin, fait de cimes aiguës comme le Cervin ou les Aiguilles du Mont Blanc, avec le paysage hercynien où le calédonien 2 ), consistant en dômes allongés ou en « ballons » comme ceux des Vosges. Plus 1II y a lieu, cependant, de faire la part du climat.

2 ) Reclus indique que la hauteur moyenne des cimes, en Norvège, est % de celle des Alpes, tandis que la base du système a une largeur égale à 4/3 de celle du système alpin ( Nelle, Géographie universelle, t. V, p. 60 ).

Die Alpen - 1943 - Les Alpes.31 ancienne encore, donc plus complètement arrasée, est la chaîne huronienne qui s' apparente directement à nos « zones subpolaires » non plissées. Dans ce domaine, tout relief a disparu: c' est le paysage qui entoure la baie d' Hudson.

Quand le rabot de l' érosion attaque un pli-nappe, il décappe sa carapace ( c ), ce qui a pour effet de séparer sa boucle ( b ) de sa racine ( r ). De la boucle même, il finit par ne laisser subsister que les lambeaux qui ont réussi à descendre en dessous de son niveau, en se réfugiant dans les ombilics ( o ) de I' avant — ou, peut-être quelques blocs qui seront exotiques, là où on les trouvera.

2° La délocalisation des glaciers. Le glacier de type alpin est étroitement resserré entre les arêtes latérales que le creusement des vallées laisse subsister aux flancs d' une chaîne. Quand l' érosion a supprimé ces arêtes en émoussant la faîtière, de larges névés s' étendent, presque sans « langues », sur le dos de la chaîne: c' est le field eld scandinave, conséquence de l' état d' érosion déjà avancée où se trouve la chaîne calédonienne 1 ).

Enfin, quand tout relief a disparu, ce qui est le cas pour la chaîne huronienne et les régions circumpolaires — la glace peut recouvrir tout le pays: c' est l' inlandsis du Groenland, laissant apparaître seulement quelques « nuna-taker », derniers vestiges d' arêtes jadis formidables.

3° L' apparition des métaux. A l' origine, les métaux se trouvent, au même titre que les autres éléments, en cristaux dans le magma du noyau et des loupes isolées dans l' écorce primitive.

Chaque magma a ses métaux propres: les magmas basiques ont le platine, les acides ont l' étain. Pour commencer, les métaux n' ont subi aucune association: ils sont à l' état natif. Peu à peu, les cristaux métalliques s' isolent des autres et se rassemblent en un gîte métallifère. Comme ce rassemblement se produit à l' intérieur d' une loupe, le résultat en est un gîte d' inclusion, c' est le cas pour le platine. L' étain, par contre, se combine à l' oxygène et se fixe, à l' extérieur de la loupe, en un gîte de contact. D' autres métaux, enfin, s' unissent au soufre et, avec lui, partent au loin.

Que les dislocations ouvrent des fentes, que le refoulement orogénique comprime les loupes et les métaux — unis à des métalloïdes en minerais — s' élèveront dans les vides offerts, sous forme de vapeurs qui, se sublimant, forment des filons d' émanation ou, sous forme de solutions qui, précipitant, donnent des filons concrétionnés.

Où qu' ils soient parvenus dans leurs déplacements, le gisement originel des métaux, leur point de départ, est dans ce magma. Ils arriveront donc à notre portée d' autant plus facilement que seront moins épaisses les masses interposées entre le noyau — ou la croûte métallisante — et la surface que nous habitons.

Les chaînes calédoniennes sont nées sur le noyau, dans des fentes de la croûte primitive. Les pennines se sont formées chacune dans la déchirure axiale d' une calédonienne, sur le noyau également. Les métaux viennent donc directement, aux unes comme aux autres, du magma central. Il n' y a pas de raison pour que l' intensité de leur métallisation soit différente.

La chaîne hercynienne est née sur la croûte métallisante, séparée d' elle seulement par la huronienne qui n' est qu' un plissotement à la marge des zones polaires. Il lui est donc facile de recevoir l' apport métallique des loupes et cela explique son abondante métallisation.

La chaîne alpine s' est formée sur la hercynienne, séparée de l' horizon métallisant par les épaisseurs de deux chaînes, ce qui entrave sa métallisation. Voilà pourquoi les métaux sont rares dans nos belles montagnes.

Epilogue. La chaîne des Alpes.

Après nous être occupés des montagnes en général, voyons rapidement quelques traits spéciaux à notre grande chaîne.

Histoire. Lorsque, dans une première période — qui intéressa toute la Terre — les éléments mélangés dans le magma central, à la faveur de sa haute température, se furent séparés par liquation et eurent forme ainsi l' écorce rocheuse, ou lithosphère, de notre globe, commença à sa surface un processus de filiation qui devait aboutir à la formation des Alpes. Ce processus s' effectua en trois phases:

1° Phase huronienne. aL' écorce qui venait de se séparer du noyau allait devenir le « matériel » dont seraient faites les zones subpolaires, non plissées, ainsi que le premier de tous les ridements survenus: la chaîne huronienne qui les borde du côté de l' équateur. Ce matériel huronien—je le répète à cause de l' importante que cela devait avoir dans la suite — contenait des gouttes, acides on basiques, qui en se solidifiant, devinrent des loupes magmatiques et métallifères.

bLa seconde moitié de cette première phase fut caractérisée par la dislocation du matériel huronien qui, né plan et horizontal comme la surface sur laquelle il s' établissait, se vit bientôt saisi par le refoulement orogénique et plissé en une chaîne de montagnes.

2° Phase hercynienne, aA mesure que le refoulement se faisait plus intense, les anticlinaux huroniens s' élevaient, les synclinaux s' approfondissaient et ce double jeu, favorisant à la fois, l' érosion et la sédimentation, conduisit à la naissance du matériel hercynien.

bLa constitution de ce matériel fut bientôt suivie de sa dislocation et, dans la chaîne qui se forma, les anticlinaux huroniens jouèrent, par leurs culminations, le rôle de massifs-obstacles que nous avons décrit.

3° Phase alpine, aTout comme ses devanciers, le matériel alpin a une double origine: il consiste en éléments de la chaîne précédente — la hercynienne — incorporés à la trame nouvelle et en sédiments neufs, issus de l' érosion de cette chaîne et accumulés dans ses synclinaux.

Les éléments de la chaîne hercynienne sont tellement plus grands que leurs équivalents alpins qu' on a donne aux convexes le nom de géanticlinaux, aux concaves celui de géosynclinaux. Un caractère propre aux anticlinaux hercyniens est de porter la houille, sédiment continental dont le climat d' alors favorisait la constitution et qui ne saurait se trouver sur les anticlinaux alpins, puisque ceux-ci ne se formèrent qu' après l' époque houillère.

bPareille à ses devancières, la seconde moitié de cette phase fut marquée par la dislocation du matériel alpin. Or, je l' ai dit, ce matériel comprend, outre des sédiments nouveaux, des éléments qui avaient déjà appartenu à la chaîne hercynienne.

En ce qui concerne le « matériel neuf », le propre du ridement alpin, comprimant plus encore les synclinaux déjà resserrés par la crise hercynienne, fut d' en faire jaillir le contenu sédimentaire en plis si hauts que, ne pouvant se tenir debout, ils tombaient de côté et se déversaient, par dessus le bord du synclinal où ils étaient nés, en plis couches ou plis-nappes.

Quant au « matériel vieux », ayant déjà servi dans les mouvements hercyniens, et raidi par ces dislocations, la crise alpine ne put les incorporer qu' en triomphant de la résistance qu' ils opposaient. Elle dut donc modifier son action selon le degré de cette résistance.

Parmi les anticlinaux hérités du plissement hercynien, les uns ne contenant pas de loupes se montrèrent relativement malléables et le ridement alpin put les déformer suivant sa tendance à tout allonger en plis couchés. C' est ainsi qu' il procéda contre le « Géanticlinal briançonnais » dont il parvint à faire la « nappe du Saint-Bernard ». Au temps de son existence hercynienne, ce géanticlinal, déjà étendu — comme la nappe actuelle — de l' Adula à la Méditerranée, formait une double rangée d' îles, longtemps considérée comme la « zone axiale » du faisceau alpin. Chacune de ces rangées portait de la houille et celle-ci se retrouve sur les deux bosses — l' une frontale, l' autre postérieure — que présente la nappe d' aujourd.

D' autres plis hercyniens renfermaient des loupes qui leur donnaient une raideur invincible. C' est que, en réalité, ces anticlinaux remontaient au plissement huronien, leur rigidité leur ayant permis de subsister, presque sans atteinte, au milieu du bouleversement hercynien. C' est le cas du Mont Blanc, du Pelvoux, du massif de l' Aar, etc. Je l' ai dit, lorsque ces culminations cristallines reçurent « dans le dos » le choc des nappes penniques qui se développaient, elles ne purent — pour céder un peu — que se listri f ier. Ainsi la nature du matériel attaqué détermina le mode d' attaque.

Nous avons conté l' histoire des chaînes latitudinales, sans dire un mot des méridiennes dont nous savons pourtant l' existence. C' est que notre but est de décrire la formation des Alpes, chaîne latitudinale Or la filiation qui a conduit à la naissance de notre édifice centroeuropéen n' ayant pu se produire qu' entre chaînes de même direction, les méridiennes n' y eurent aucune part. Elles restent donc en dehors de notre sujet.

Disposition. Composé à la fois d' anciens géanticlinaux hercyniens ( GA ) et de plis-nappes ( N ) nés dans les géosynclinaux intermédiaires ( GS ), l' édifice alpin présente, du N ou NW au S ou SE, la disposition suivante:

Rangée externe: Gasteren–Aiguilles Rouges-Belledonne.

GS Chamonix—Leutsch: N Mordes—Balmhorn.

Rangée médiane: Bietschhorn—Mont Blanc—Pelvoux— 1° GA helvétique < Mercantour.

GS Ferret—Rhône—Rhin: N helvétiques ( Diablerets— Wildhorn ). Rangée interne: Gotthard—Saxe—Chétif.

2o GS valaisan Jpra-helvétìque.

{ N tessinoises ( Antigorio—Lebedun—Monte Leon,el. 3° GA briançonnais déformé en N du Saint-Bernard.

,,_„-,pennique. f N du Mont Rose.

4° GS penmquel N de la Dent Blanche.

5° GA lombard déformé en N grisonides ( Bernina—Campo ). 6° GS austrique: N tirolides ( Silvretta—Oetztal—Styrie ).

GA carnique-insubrien ( axial ).

GS dinarique: N dinarides ( Supradinaride—Lombarde—Vénitienne ).

Les nos 1 à 6 constituent les Alpides, branche N de l' édifice alpin, logée dans le géosynclinal primitif ( huronien ) Si nord. La rangée externe ( Gasteren— Aiguilles Rouges—Belledonne ) non listrifiée du GA helvétique appartient déjà au géanticlinal huronien A2 qui sépare le domaine alpin de sa bordure hercynienne N, les Variscides. Les Alpes proprement dites constituent la travée médiane de l' édifice alpin d' Europe. Leur disposition se retrouve ( sauf quelques bifurcations ou confluences ) à l' E dans les Carpathes et les Alpes dinariques, à FW dans la Meseta ibérique et l' Atlas.

Conséquences. Celles qui résultent de la superposition des chaînes ont été indiquées déjà. La succession des ridements eut pour effet que l' alpin bouleversa l' édifice hercynien, tronçonnant et rejetant ses filons et ses couches de houille, comprimant celle-ci au point de la dégazer et d' en faire de l' an.

Gravimétrie. Dans toute son étendue, la chaîne des Alpes accuse une pesanteur moindre que ses bordures hercyniennes. Cela vient de ce que l' épaisseur de couches qui forme l' édifice alpin éloigne de nous le magma central qui, en raison de sa haute densité, exerce la principale attraction. Cet effet est encore accru par les redoublements de couches conséquences de la nappification. Quand l' érosion aura enlevé toute l' épaisseur des Alpes, leur substratum hercynien, mis à nu et par conséquent allégé, accusera néanmoins une pesanteur plus forte.

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