Astronomie populaire (Arago)/XX/07
CHAPITRE VII
étude de la surface de la terre
Nous avons déjà vu que la constitution physique de Mercure et de Vénus présente avec celle de la Terre, au moins en ce qui concerne les aspérités que ces corps offrent à leur surface, une grande analogie. L’astronome voit certainement les surfaces des planètes à l’aide d’instruments puissants, mais il ne saurait guère conclure de ses observations que des inductions de similitude ou de dissemblance avec la constitution de la Terre. Une connaissance approfondie de notre globe lui est nécessaire pour le guider dans ses recherches sur les corps célestes. Des notions de topographie terrestre doivent donc former une partie indispensable d’un cours complet d’astronomie.
L’équateur terrestre, que nous avons défini précédemment (chap. i), sépare la Terre en deux hémisphères, l’un l’hémisphère boréal, situé du côté du pôle nord, l’autre l’hémisphère austral, situé du côté du pôle sud. Une grande partie, près des trois quarts, de l’ensemble des deux hémisphères est noyée par les eaux de l’Océan, couche aqueuse continue au milieu de laquelle se montrent différentes portions de terres séparées les unes des autres. Les terres situées dans l’hémisphère boréal ont trois fois plus d’étendue que celles de l’hémisphère sud. Ces terres constituent des îles. Trois de ces îles se distinguent des autres par leur grande étendue relative : ce sont l’ancien continent, comprenant l’Europe, l’Asie et l’Afrique ; le nouveau continent, nommé l’Amérique, et enfin la Nouvelle Hollande, ou Australie, ou continent austral. L’Océan, en pénétrant dans l’intérieur des terres, forme des mers méditerranées à une ou plusieurs issues, des mers ouvertes, des golfes, des manches, des détroits, des havres, des rades.
Si l’on imagine, à la surface des continents, une série de points qui soient tous à la même hauteur au-dessus de la surface générale moyenne des eaux de l’Océan, et qu’on joigne tous ces points par une ligne continue, on a ce qu’on appelle une ligne de niveau.
Les nappes d’eau qui, placées dans l’intérieur des terres, n’ont pas de communication avec l’Océan, constituent des lacs, des lagunes, des étangs. Les eaux qui courent à la surface des continents ou des îles, pour se rendre à la mer, constituent les sources, les ruisseaux, les torrents, les rivières, les fleuves.
La terre ferme n’est pas partout, comme on le croyait jadis, au-dessus du niveau de la mer.
Il y a dans les deux grands continents d’immenses espaces qui sont presque aussi unis que la mer. On les désigne par des noms différents, et qu’il importe de connaître.
En Asie, ces espaces s’appellent des steppes. Les plus vastes steppes du monde, comme aussi les plus élevées au-dessus du niveau de la mer, s’étendent dans une longueur de plus de deux mille lieues au sud du mont Altaï, depuis la muraille de la Chine jusqu’au lac Aral. Quelques-unes sont couvertes de plantes ordinaires ou saumâtres ; d’autres se font remarquer par des efflorescences salines semblables à de la neige. La horde guerrière qui, sous la dénomination de Huns, ravagea l’Europe il y a quelques siècles, était sortie des steppes mongoles.
En Afrique, ces vastes plaines s’appellent des déserts. Le sol y est composé du sable le plus aride ; l’œil n’y aperçoit aucune trace de végétation ; les ondulations de ces terrains sont extrêmement légères, et les peuples qui les traversent en caravanes dirigées des bords de la Méditerranée vers Tombouctou, se sont par cette raison unanimement accordés à les appeler des mers de sable. En étendant encore davantage cette expression métaphorique, ils nomment le chameau, dont la force, la patience et la sobriété ont seules donné la possibilité de traverser des contrées aussi arides, le navire du désert. De faibles troupeaux d’autruches ou de gazelles, des lions et des panthères sont les seuls animaux qui fassent des incursions dans les déserts d’Afrique.
Les déserts d’Afrique ont une étendue peu inférieur au triple de celle de la Méditerranée. On y a découvert çà et là quelques espaces isolés, de peu d’étendue, abondants en sources, couverts de dattiers et d’une riche végétation : on les appelle des oasis.
Dans le Nouveau Monde, les déserts de Venezuela se nomment llanos (plaines). Cette dénomination leur convient si parfaitement, que dans des rayons de plusieurs lieues l’œil ne découvre pas souvent un point de quelques décimètres plus élevé qu’un autre. Les llanos occupent une étendue de plus de vingt mille lieues carrées. Ils sont nus, à certaines époques, comme le désert d’Afrique ; dans d’autres temps de l’année, ils se couvrent de verdure, comme les steppes de l’Asie centrale, après avoir été en partie inondés durant la saison des pluies.
À peine dans cette vaste étendue trouve-t-on quelques villages sur le bord des rivières, mais partout on voit errer des troupeaux innombrables de bœufs, de chevaux et de mulets devenus sauvages. La multiplication de ces animaux est d’autant plus extraordinaire qu’ils ont de nombreux ennemis à combattre, tels que le lion sans crinière, le tigre du Brésil, le crocodile, d’énormes serpents et, ce qui n’est pas leur ennemi le moins redoutable, les gymnotes ou anguilles électriques.
Les déserts situés au S.-O. de l’Amérique sont désignés dans la république de Buenos-Ayres par le nom de pampas. Leur superficie est trois fois plus grande que celle des llanos de Venezuela. On trouve dans toute l’étendue des pampas, des oiseaux de la famille des casoars et des chiens, devenus sauvages, qui vivent en société dans des trous souterrains.
Dans l’Amérique du Nord les steppes prennent le nom de savanes. C’est là qu’on trouve le mouflon, le bison et le bœuf musqué.
En Europe, on s’accorde à regarder comme de petites steppes ces plaines où une seule espèce de plantes étouffe toutes les autres et qu’on désigne communément par le nom de bruyères. Telle est, par exemple, en très-grande partie, la plaine qui s’étend depuis la pointe septentrionale du Jutland jusqu’à l’embouchure de l’Escaut.
On appelle montagne toute masse de terrain fort élevée au-dessus du sol environnant : mont a la même signification, mais ce mot ne s’emploie guère que devant un nom propre : mont Etna, mont Liban, mont Cenis, mont Ventoux, etc.
On appelle colline toute montagne de petite dimension, surtout quand elle s’élève au-dessus de la plaine par degrés presque insensibles ; coteau désigne une petite colline.
Le mot monticule s’emploie quand il est question d’une élévation du terrain inférieure à celle qu’on est convenu d’appeler coteau.
On distingue dans une montagne la base, le sommet ou cime, et les flancs, pentes ou versants.
Les pierres et les terres qui s’éboulent d’une montagne se réunissent à la longue vers son pied : c’est pour cela que cette partie est toujours la moins inclinée.
Quand le sommet d’une montagne se détache pour ainsi dire de la masse générale, en prenant tout à coup une pente très-rapide, on l’appelle pic ; tel est dans les Pyrénées le pic du Midi de Bigorre, et dans les Alpes le pic Blanc, près du mont Rose ; tel est aussi le pic de Teyde, dans l’île de Ténériffe.
Si ce sommet est anguleux et très-élancé, c’est une aiguille ou même une dent. Ainsi on a dans les Alpes l’aiguille du Dru, l’aiguille du Plan, etc. ; la dent de Jaman, etc.
Tout sommet aplati est un plateau.
Un sommet arrondi s’appelle dôme ou ballon.
Quoique ces diverses formes se rencontrent dans toutes les natures de terrains, on peut dire cependant que les plaines et les collines peu rapides sont ordinairement formées de strates presque horizontales ; que les cimes convexes se composent ordinairement de roches faciles à désagréger par les influences atmosphériques, telles que les roches granitiques des montagnes du centre de la France, des Vosges, de la Saxe, de la Bohême et des Cornouailles ; que les plateaux s’observent dans les montagnes de grès, de calcaire secondaire, et en général dans celles qui sont en couches horizontales ; que les aiguilles se retrouvent plus fréquemment dans des terrains granitiques ou à stratifications verticales ; que les cimes coniques, enfin, sont ordinairement formées ou de produits volcaniques pulvérulents, ou de grès friables qui, après leur désagrégation, doivent tendre à prendre dans tous les sens l’inclinaison du talus naturel.
Si l’on excepte les volcans anciens ou modernes, tels que le Vésuve, l’Etna, le pic de Ténériffe, le Puy-de-Dôme, etc., etc., notre globe ne présente qu’un petit nombre de montagnes isolées ; en général, elles sont réunies et forment ce qu’on appelle soit des chaînes, soit des amas ou des systèmes de montagnes.
Plusieurs montagnes qui se tiennent, dont les bases se touchent en suivant une ligne plus ou moins sinueuse constituent une chaîne.
Pour faire comprendre quelle est la disposition la plus ordinaire des diverses parties dont une chaîne de montagnes se compose, je vais supposer qu’un prisme triangulaire très-allongé repose par une de ses faces au milieu d’une plaine étendue, et forme ainsi comme une espèce de toit surbaissé. La face horizontale du prisme sera la base de la chaîne ; les deux faces latérales et inclinées s’appelleront les versants ; l’intersection des deux versants ou l’arête supérieure de la chaîne prendra le nom de faîte ; les parties inférieures des versants s’appelleront les pieds. La distance des deux pieds sera la largeur de la chaîne. La hauteur se mesurera par la perpendiculaire abaissée du faîte sur la base.
L’intervalle qui existe entre deux chaînes de montagnes porte le nom de vallée. On dit qu’une vallée est principale lorsqu’elle sert de berceau à un grand cours d’eau. Les subdivisions latérales que présentent souvent les chaînes de montagnes, et qui forment les vallons de la vallée principale, portent le nom de rameaux. Un chaînon est une série de plus petites montagnes qui se détachent de la chaîne principale et qui s’éloignent dans une direction qui tend au parallélisme. Si le chaînon n’a que peu d’étendue, on le nomme contre-fort. L’arête ou le faîte des rameaux, chaînons, contre-forts, porte le nom de crête. Les versants des rameaux s’appellent des pentes. Les vallées qui ont pour origine les flancs d’un chaînon ou d’un contre-fort, sont dites vallées secondaires, vallons ou enfin gorges, à mesure qu’elles prennent moins d’étendue ou qu’elles se resserrent davantage.
Lorsque l’arête d’une chaîne s’infléchit de manière à offrir une sorte de passage d’un versant à l’autre, on donne à ce passage le nom de col, de port, de pas, de pertuis. Le passage prend le nom de défilé, s’il est très resserré entre deux escarpements.
Le faîte d’une chaîne de montagnes est naturellement la ligne de partage des eaux qui s’écoulent sur les deux versants pour se rendre dans deux vallées différentes. Le faîte est quelquefois très-large : tel est le Lang-Field en Norwége, qui a 8, 10 et même 12 lieues de large à certains points, et au Mexique, à une hauteur de 2 300 mètres, le faîte de la chaîne de la Cordillère présente une largeur qui a jusqu’à 50 lieues.
Si l’on regarde le versant d’une montagne comme un plan qui joindrait la cime au pied, il est facile de déterminer son inclinaison par rapport à l’horizon. Cette inclinaison est l’angle plus ou moins aigu que fait le plan horizontal mené par le pied de la montagne avec le plan que nous venons de figurer. L’inclinaison du versant septentrional des Pyrénées est de 3° à 4° ; celle du versant méridional des grandes Alpes, mesurée vers les plaines de la Lombardie ou du Piémont n’est que de 3° 3/4. Ce résultat n’empêche pas qu’on n’ait besoin, même en suivant la crête d’un rameau, de franchir les pentes beaucoup plus raides. Une pente de 7° à 8° est déjà forte : c’est presque le maximun pour les voitures ; en France, d’après les règlements, les grandes routes n’ont jamais plus de 4° 46′ de pente. Une pente de 15° peut à peine être franchie par les bêtes de somme chargées ; l’homme ne peut pas gravir une pente de 35°, si le sol est un roc ou un gazon trop serré pour qu’on puisse y entailler des gradins ; la pente de 42° est la plus inclinée qu’on puisse gravir à pied dans un terrain sablonneux ou couvert de cendres volcaniques ; une pente de 45° est impraticable, même avec des gradins.
Bouguer (Fig. de la Terre, p. cjx) dit qu’il est impossible d’escalader une montagne dont les flancs font avec l’horizon un angle de 35 ou 36°, à moins qu’on ne se saisisse aux herbes ou aux arbustes, ou que les rochers dont la montagne est composée ne forment des espèces de marches ; de son signal du Cotopaxi jusqu’au terme inférieur de la neige, la pente était tout aussi rapide ; mais quand on la gravissait, les petites pierres ponces, dans la masse desquelles le pied pénétrait, servaient d’appui.
Une ligne menée du sommet du Vésuve a sa base, forme avec l’horizon un angle de 12° 41′ ; pour l’Etna la pente moyenne est de 10° 13′ ; au pic de Ténériffe on trouve une pente de 12° 29′. Les cônes des volcans ont une inclinaison moyenne de 33° à 40°. Les parties les plus rapides des cônes du Vésuve, du pic du Teyde, de Pichincha, de Torullo, sont de 40 à 42°. (Humboldt, Relat. hist., liv. i, chap. ii, p. 152.)
Lorsqu’une chaîne est isolée dans un pays plat ou entre deux mers, c’est vers le milieu de sa longueur qu’on trouve les grandes hauteurs du faîte. À partir de là, les cimes s’abaissent vers les deux extrémités de la chaîne, comme on le voit dans les Pyrénées. Ce principe n’est pas applicable aux chaînes qui, comme les Vosges et le Jura, sont des ramifications, des bras, des dépendances d’un système de montagnes voisin.
Les deux versants d’une chaîne sont presque toujours inégalement inclinés à l’horizon. Telas, Bergman, Kirwan et d’autres géologues admettent que c’est l’orientation de la chaîne qui détermine la direction de la plus grande pente. Cette remarque, si elle était exacte, aurait une importance réelle, car elle prouverait qu’une cause générale telle que d’immenses courants liquides, par exemple, a déterminé la formation des montagnes, et que ce n’est pas par soulèvement qu’elles ont été produites, comme on le suppose aujourd’hui.
Pour expliquer comment les montagnes présentent des pentes excessivement rapides, Kirwari admet qu’à l’origine des choses les eaux de l’Océan étaient douées de deux mouvements : l’un dirigé de l’est à l’ouest, l’autre du nord au sud. « Le premier était, dit-il, la conséquence de la direction générale des marées ; l’autre fut déterminé par de vastes abîmes qui se formèrent dans le voisinage du pôle antarctique. Maintenant, ajoute-t-il, n’est-il pas clair que les montagnes dirigées du nord au sud, ont dû opposer un obstacle au premier mouvement, et permettre au liquide de déposer les substances dont il était chargé sur ses faces orientales ? Le même raisonnement s’applique aux montagnes dirigées de l’est à l’ouest, quand on les considère comme une digue placée sur le chemin du second courant. »
Bergman, dans la description physique de la Terre, pose les deux règles suivantes : 1° dans les chaînes qui courent du nord au sud, la face occidentale est la plus escarpée ; 2° dans les chaînes dirigées de l’est à l’ouest, la face méridionale est la plus abrupte. On peut citer à l’appui de cette opinion, parmi les montagnes dirigées du nord au sud, les montagnes qui séparent la Suède de la Norvége et qui ont la face occidentale très-escarpée, tandis que leur face orientale présente une rampe très douce ; les monts Ourals, plus escarpés à l’occident qu’à l’orient.
Parmi les montagnes dirigées de l’est à l’ouest, les mont Karpathes présentent vers la Hongrie leur face méridionale très-abrupte, tandis que leur face septentrionale descend en pente douce vers la Pologne. Le versant septentrional des Pyrénées est moins rapide que le versant méridional, d’après les observations de Ramond. Les Alpujaras (Grenade) et la Sierra-Morena paraissent aussi, d’après Malte-Brun, avoir leurs pentes raides vers le midi. Les montagnes de la Guyane, selon La Condamine, ont leur face méridionale plus marquée que leur face septentrionale. Enfin les montagnes qui séparent la Saxe de la Bohême, présentent, d’après Daubuisson, une pente douce vers le nord.
Les Cévennes, les Vosges, le Jura, chaînes dirigées du nord au sud, ont leurs plus grandes pentes tournées vers l’est. Dans la Cordillère des Andes, c’est au contraire le versant occidental qui est le plus rapide ; il en est de même des Alpes scandinaves. On ne peut donc pas soutenir avec Bergman, d’une manière générale, que dans les chaînes dirigées du nord au sud la pente occidentale est constamment la plus rapide.
Nous avons dit que ce savant avait également déduit de ses observations, que dans les chaînes dirigées de l’est à l’ouest la pente la plus abrupte était toujours vers le midi. Les Pyrénées, l’Erzgebirge, les Alpujaras confirment cette règle, mais les monts Atlas la contredisent, puisque c’est du côté de la Méditerranée surtout que ces montagnes sont escarpées.
On aurait une règle moins sujette à exceptions en disant que les montagnes qui ceignent une mer, lui présentent leur plus grand escarpement ; les montagnes de l’Espagne, des Pyrénées, des Cévennes, des Alpes, de la Grèce, de la Caramanie, de la Syrie, de l’Atlas, sont toutes plus rapides vers la Méditerranée que du côté opposé.
La plupart des terrains paraissent formés par couches superposées ; on dit alors qu’ils sont stratifiés.
Les fissures qui séparent les différentes couches sont des surfaces ordinairement planes, quelquefois courbes, et presque toujours parallèles entre elles.
Les surfaces de séparation des strates, quand elles sont courbes, appartiennent constamment à cette classe que les géomètres appellent surfaces réglées, à cause qu’en chaque point on peut leur appliquer une ligne droite.
Saussure pense qu’on peut admettre comme deux règles générales :
1° Que lorsque des montagnes secondaires bordent des montagnes primitives, leurs couches montent constamment vers les parties de ces dernières montagnes, qui leur correspondent ;
2° Que les montagnes secondaires ont toujours leurs escarpements les plus prononcés tournés vers la chaîne primitive centrale.
La direction d’une couche est l’orientation de la ligne qui résulte de son intersection avec un plan horizontal, ou, ce qui revient au même, d’une ligne horizontale menée dans son plan ; marquer la direction d’une couche, c’est indiquer à quels points de l’horizon cette ligne aboutit.
L’inclinaison est l’angle que la couche forme avec l’horizon.
Ces deux expressions n’auraient évidemment aucun sens, si la couche n’était pas considérée comme plane.
Les géologues considèrent les couches, les strates, comme résultant de dépôts qui, à l’origine des choses, se sont formés successivement au sein d’une masse fluide.
Quand les couches ont des épaisseurs égales, il paraît difficile de ne pas admettre que ce dépôt s’est opéré primitivement sur une surface à peu près horizontale ; mais de telles couches, au contraire, forment souvent de très grands angles avec l’horizon ; le terrain qui les supporte a donc été soulevé depuis leur formation ; l’inclinaison des couches est un indice certain des grandes révolutions que le globe a éprouvées.
Certains terrains ne présentent aucune stratification apparente ; le granite et le porphyre sont généralement dans ce cas.
Il existe des roches qui se divisent en prismes à trois, quatre, cinq, six, sept ou huit pans ; leur hauteur n’est ordinairement que de quelques décimètres ; mais on en voit fréquemment de dix et même quelquefois de deux cents mètres de long.
Le plus ordinairement ces prismes sont disposés verticalement ; dans cet état ils forment les célèbres colonnades basaltiques du Vivarais, de l’Auvergne, de la Saxe, etc., et la fameuse chaussée des Géants, en Irlande. Quelquefois les prismes sont entassés horizontalement, et dans des directions parallèles, comme des poutres dans un magasin ; ailleurs ils paraissent converger vers un centre unique.
Pendant longtemps on a regardé la structure prismatique comme un des attributs distinctifs des terrains volcaniques ; mais quelques géologues ont trouvé ce même mode de division dans des granites, dans des porphyres euritiques, dans le gypse de Montmartre, dans les mines de sel gemme de Northwich.
Certaines variétés minérales offrent enfin une forme globuleuse, quelquefois parfaitement sphérique, plus ordinairement sphéroïdale, plus souvent encore tuberculeuse seulement. Les plus remarquables de ces roches sont le granite globuleux de Corse, et le spath calcaire des environs d’Hyères observé par Saussure, et dans lequel on trouve des boules de près d’un mètre de diamètre.