Dans les pages qui vont suivre, nous allons présenter un bref résumé de ce que l’on sait à présent sur la terre, sa constitution interne, le mode de formation de ses roches. Puis, nous indiquerons les thèses qui tentent d’expliquer l’aspect actuel de la terre, ses montagnes et ses plaines, ses mers et ses continents. Enfin, nous nous demanderons si l’explication habituelle, fondée sur l’action infiniment lente et répétée de phénomènes d’ampleur limitée, ne peut pas être mise en défaut, ou au moins être mise en balance avec une autre solution. En bref, l’explication des faits géologiques et géographiques impose-t-elle l’idée d’évolution, ou peut-on concevoir une autre explication ?
On ne sait pas grand-chose de l’origine de la terre dans l’univers. Laplace, autrefois, pensait qu’elle était fille du soleil, lui-même formé par la condensation de la matière d’une nébuleuse. Plus récemment, Jeans proposait l’explication suivante : un astre errant aurait frôlé le soleil en gestation, provoquant par attraction, à sa surface, une gigantesque « marée ». Cette marée aurait été d’une ampleur telle que d’énormes parcelles de matière solaire se seraient détachées et auraient formé les planètes du système solaire. Russel et Hoyle penchent également pour cette solution, que l’on appelle fragmentation. Au contraire, Kuiper pense plutôt à une sorte de condensation de gaz, de poussières et de météorites. Ces matières, en un mouvement turbulent, auraient formé une nébuleuse spirale et, par concentration accrue, les planètes1. Les deux thèses ont leurs partisans dans le monde savant actuel.
1 Voir à ce sujet B.F. HOWELL, Introduction à la géophysique, Paris, 1969, p. 2. Bonne vulgarisation dans C.O. DUNBAR, La Terre, 2e éd., Rencontre, 1973.
Selon les géophysiciens les plus notoires, la terre fait partie d’un univers en expansion, dont toutes les masses s’écartent les unes des autres. Dans le même temps, elles s’éloignent toutes d’un point central dont elles sont issues, un peu comme si ces astres ou ces planètes étaient sur un ballon d’enfant, ballon en caoutchouc mince que l’on gonflerait. Toute la matière de l’univers, dans cette hypothèse, aurait été concentrée à l’origine en un seul point2. Des calculs de physique ont permis d’évaluer à 5,5 milliards d’années au maximum le temps qui s’est écoulé entre ce moment et notre époque.
2 L’autre hypothèse est celle de McCREA, qui envisage une création continue de matière dans un univers en expansion, adoptée par HOYLE, GOLD et BONDIL. L’hypothèse de GAMOW a de plus en plus de partisans : c’est celle que nous avons mentionnée et que nous suivons.
En ce qui concerne notre terre proprement dite, nos informations sont encore très insuffisantes. On connaît ses dimensions (6371 km de rayon), sa densité moyenne (5,51 g/cm3). Mais dès que l’on cherche à préciser la structure interne du globe, on se heurte à de grandes difficultés. Il semble toutefois que le schéma le plus simple et le plus proche de la réalité connue actuellement soit une succession concentrique de zones de densité croissante, comme l’indique la figure 1, page ci-contre. On y distingue :
Toutes ces données ne sont évidemment pas expérimentales, mais déduites d’observations reposant principalement sur l’étude des ondes séismiques3.
3 En 1961, les Américains ont tenté (projet Mohole) de percer l’écorce terrestre jusqu’à la discontinuité de Mohorovicic pour avoir une connaissance expérimentale directe de la constitution de la croûte terrestre et des marges du manteau. Mais ils ont dû interrompre ce projet pour des raisons politiques et financières — guerre du Vietnam, Voir sur ce point S.W. MATHEWS, Scientisis drill at Sea to pierce Earth’s Crust, dans « The National Geographic Magazine », vol. 120, n° 5, novembre 1960, p. 686-698.
Sous quelle forme se présentent ces différents matériaux ? En particulier, quelle est la structure du noyau, celle du manteau ou même celle de l’écorce inférieure ? On l’ignore encore. On avait cru pouvoir affirmer avec certitude que l’écorce flottait sur le manteau, qui serait liquide (à cause des pressions et des températures considérables qui règnent à ces profondeurs). Cependant, l’étude des ondes séismiques, en particulier celles des séismes profonds, a conduit bon nombre de géologues à admettre que « la croûte et le manteau supérieur sont, en grande partie ou totalement, solides4 ». Toutefois, d’autres faits — isostasie5 par exemple, ou mouvements de convection — postulent une certaine fluidité du manteau. Nous sommes donc en présence d’éléments contradictoires difficiles à concilier dans l’état actuel de nos connaissances.
4 B.F. HOWELL, op. cit., p. 236.
5 Sur la définition de ces termes, voir le chap. 6, note 2, p. 60.
On en sait un peu plus sur les pressions et les températures qui règnent à l’intérieur de la terre. Elles augmentent considérablement avec la profondeur. En ce qui concerne la chaleur, le degré géothermique — c’est-à-dire l’augmentation de profondeur se traduisant par une élévation de la température de 1° C — est assez variable selon les lieux, mais peut être évalué à 33 m en moyenne. Un tel degré géothermique donnerait une température de 3000° C à 100 km de profondeur. Toutefois, ce calcul est assez théorique et il est possible que cette température soit atteinte plus vite. En effet, il apparaît que la principale source de chaleur n’est pas le centre de la terre, comme on le croyait autrefois, mais bien une sorte de ceinture radioactive située entre le manteau et l’écorce6. Comme on ne connaît pas la vitesse de désintégration de ces éléments radioactifs producteurs de chaleur, on ne sait pas si la surface de la terre se refroidit ou se réchauffe. Le grand géophysicien Goguel résume parfaitement les incertitudes des savants sur ce point lorsqu’il écrit en 1971 qu’« une partie notable de la chaleur qui s’échappe en surface vient des roches superficielles, à forte teneur en corps radioactifs. Mais pour le reste, toutes les hypothèses sont possibles ; on peut imaginer que la chaleur produite par la radioactivité est au total moindre que la chaleur perdue — et que la terre se refroidit ; ou égale — la température restant pratiquement constante ; ou supérieure — la terre se réchauffant. Toutes ces opinions sont effectivement soutenues par des auteurs qualifiés7. »
6 Voir, par exemple, P. BIROT, Précis de géographie physique et générale, Paris, 1959, p. 7. Cette notion semble désormais acquise.
7 J. GOGUEL, La constitution physique du globe, dans La géophysique de ce même auteur, Paris, 1971, p. 216.
L’incertitude est presque aussi grande concernant les pressions. Elles dépendent en effet de la constitution physique des roches, de leur densité. Or, on ne connaît cette densité qu’avec une grande approximation. Toutefois, il semble que, dans les roches sédimentaires, on ait une pression de 400 atmosphères — soit environ 400 kg par cm2 — à la profondeur de 1000 m.
Mason (1956) et Geotimes (1960) ont établi des tableaux indiquant la pression en fonction de la profondeur. Ces tableaux ont été repris par Pomerol et Fouet (1965), et nous les empruntons en y ajoutant les correspondances en températures sur la base d’un degré géothermique moyen de 33 m. On trouvera ce tableau à la p. 48, fig. 3.
Un simple coup d’œil à ce tableau permet, par exemple, de constater qu’à une profondeur de 3000 m règnent déjà une température de 100° C et une pression de près de 1000 atmosphères. A 10 000 m, on atteint 3000 atmosphères et près de 350° C. Nous reviendrons sur l’utilisation de ces données à l’occasion du métamorphisme des roches. Elles permettront de résoudre plusieurs problèmes.
Ces considérations ont pu paraître longues et un peu arides. Elles étaient cependant nécessaires pour expliquer la mise en place des roches et les interactions entre manteau et écorce, comme nous le verrons plus loin.
Nous allons maintenant concentrer notre attention sur l’écorce et sur la partie supérieure du manteau. Qu’y trouve-t-on ?
La croûte terrestre n’a pas une épaisseur uniforme. Nous avons dit plus haut qu’elle avait une épaisseur moyenne de 50 km. Mais ce chiffre n’est qu’une valeur moyenne. En effet, l’étude des ondes sismiques a permis de montrer que la croûte était beaucoup plus épaisse sous les continents que sous les océans, sous les montagnes que sous les plaines. Cette hypothèse est devenue une certitude depuis que les études océanographiques se sont multipliées. La régularité de l’intensité de la pesanteur quelle que soit l’altitude où on l’observe conduit à des conclusions identiques. « C’est dire que sous les montagnes il existe une matière plus légère que les roches de l’épiderme, ou encore, suivant l’hypothèse la plus communément admise, le Sial relativement léger a une plus grande épaisseur sous les hauts reliefs que sous les plaines ou le fond des mers8. »
7 P. BIROT, op. cit., p. 6.
On croit même actuellement qu’il n’y a pas de Sial sous les océans. En effet, en étudiant les vitesses de propagation des ondes sismiques, Gutenberg (1959) arriva à la conclusion — admise par tous aujourd’hui — que la croûte fait même totalement défaut sous le Pacifique et le bassin Arctique, tandis qu’elle est fort amincie sous l’Atlantique et l’océan Indien. Il faut donc se représenter la croûte terrestre comme discontinue ; les continents de Sial flotteraient donc comme des radeaux sur le Sima, tandis que les océans n’en sont séparés que par une mince couche, voire même reposent directement sur le magma du manteau, comme l’indique la figure ci-dessous.
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Fig. 2 – Coupe de l’écorce : un radeau de Sial sur le Sima. L’épaisseur du Sial est moindre, voire nulle, sous les océans ; plus grande sous les montagnes. |
L’écorce elle-même, ou Sial, se compose de roches de nature et d’origines très diverses.
Comment toutes ces roches ont-elles pu se former ? Est-ce par une action infiniment lente et continue, ou par catastrophisme ? Jusqu’alors, les géologues, imprégnés des conceptions uniformitaristes de Lyell, n’ont en général pas songé à remettre en cause les idées reçues. Ils s’en tiennent à la thèse habituelle des dépôts lents, comparables à ceux que l’on observe dans les mers actuelles.
Selon P. Tchernia9, la vitesse actuelle de ces dépôts serait d’environ 10 mm par millénaire. Cependant, d’autres géologues de renom admettent et ont relevé des valeurs sensiblement plus élevées. Ainsi A. Cailleux10 signale des dépôts moyens par millénaire de 110 mm en mer du Nord, 280 mm en mer Noire, 1000 mm en Californie, 1330 mm près des Moluques et… 5000 mm près de la Clyde, rivière industrielle il est vrai. Ceci implique que les dépôts du passé se seraient accumulés à des vitesses probablement inférieures à celles que l’on constate dans la nature présente, puisque les vitesses de dépôts du passé oscilleraient entre 13 et 110 mm par millénaire, selon Cailleux. Or il n’est guère vraisemblable que l’érosion ait été moindre dans le passé qu’aujourd’hui. Songeons en effet que, selon les dates admises par les évolutionnistes, la terre serait demeurée sans végétation aucune depuis les origines jusqu’au début du Dévonien. Pour nous en tenir à l’ère primaire seule, il aurait fallu attendre plus de 200 millions d’années pour que les premières plantes gagnent timidement la terre ferme. Imagine-t-on, dans ces conditions, l’action prodigieuse des agents d’érosion pendant cette immense période qui représente à elle seule plus du tiers du temps écoulé depuis le Primaire jusqu’à nos jours ? Lorsqu’on sait que le principal obstacle à l’érosion est précisément la végétation, on s’étonne de tels chiffres ! Ou bien l’érosion passée apparaît comme ridiculement faible eu égard à ce qu’elle aurait dû être, ou bien — et nous penchons pour cette solution — les durées invoquées sont infiniment trop longues11.
9 P. TCHERNIA. Les océans, dans La géophysique de J. GOGUEL, Paris, 1971, p. 817.
10 Chiffres cités d’après A. CAILLEUX, La géologie, Paris, 1967, 6e éd., p. 69.
11 Précisons notre raisonnement. Sans végétation, avec des climats extrêmes, avec des montagnes élevées puisque peu érodées, et — pour les époques plus récentes au moins — avec des glaciations de grande ampleur, toutes les conditions étaient réunies, dans les temps géologiques reculés, pour que l’érosion soit maximale et supérieure à celle de nos jours. Or, le calcul montre que l’érosion actuelle est plus forte, ou au mieux de même ordre que celle des temps géologiques. Il y a là une anomalie. La raison invoquée pour rendre compte de cette anomalie (déboisement des sols par l’homme) est notoirement insuffisante ! En effet, même déboisée — et ce n’est pas le cas partout dans le monde, heureusement — la terre porte tout de même assez de végétation, déserts mis à part, pour que l’érosion s’en trouve considérablement diminuée. Il n’en était pas de même avant que la végétation ne gagne la terre ! Nous en concluons que les vitesses d’érosion des temps anciens devaient être supérieures à celles de notre époque. Or tel n’est pas le cas. Les chiffres ne peuvent donc se comprendre que si, au lieu d’imaginer un temps extrêmement long, on renonce à ces vastes périodes. Les durées des dépôts, en bref, ont été constamment surévaluées. Sur ce point, voir les chapitres de l’annexe, sur les méthodes de datation.
Comment expliquer par ailleurs que l’on trouve si peu de sédiments dans les fonds océaniques actuels, pourtant considérés comme permanents depuis les origines par la majorité des géologues ? Depuis tant de millions d’années, à ce rythme, l’épaisseur des sédiments (là plus qu’ailleurs) devrait y être énorme, même dans l’hypothèse récente de l’expansion océanique, que nous étudierons plus loin. Enfin, ne serait-il pas possible que les sédiments accumulés l’aient été d’une manière beaucoup plus rapide, plus « catastrophique » qu’on ne le croit communément, lors d’un déluge mondial par exemple, hypothèse longtemps ridiculisée mais qui retrouve des partisans12 ? Dans ce cas, l’érosion aurait été considérable, mais brève. D’énormes masses de sédiments auraient été accumulées dans les bassins océaniques d’alors qui seraient devenus, depuis, les continents, ce qui expliquerait leur absence surprenante ou leur rareté dans les fonds océaniques actuels. Certes, la puissance d’érosion et de transport nécessaire n’aurait rien de commun avec ce que nous constatons actuellement autour de nous. Mais le catastrophisme ne prétend nullement que les conditions du présent expliquent celles du passé.
12 Voir les travaux récents de H.W. CLARK, Genesis and Science, Nashville, 1967. J.C. WHITCOMB et H.M. MORRIS, The Genesis Flood, Philadelphia,1969, H.G. COFFIN, Creation, Accident or Design ?, Washington, 1969.
Si l’on songe d’autre part à l’ampleur des dépôts laissés par certains de nos fleuves, ou par certaines inondations, on se prend à réfléchir. Le Mississipi, par exemple, transporte et dépose chaque année près de 500 millions de tonnes de sédiments, soit 500 fois plus que le Danube ! Or le « débit solide » du Mississipi est bien inférieur à ses possibilités théoriques. On l’estime chargé à 0,07 %13.
13 Chiffres cités d’après POMEROL et R. FOUET, Les roches sédimentaires, Paris, 1969, 5e éd., p. 30.
Quelles n’auraient pas été la puissance et les possibilités de transport et de dépôt des fleuves et des courants marins dans le cas d’un déluge ! Reste à voir si la formation des roches est compatible avec cette hypothèse catastrophique ou si, au contraire, elle impose l’actualisme, malgré les difficultés que rencontre cette thèse.
