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Les roches de la terre

L’écorce de notre planète se compose, nous l’avons vu, de roches que l’on peut classer en trois grandes catégories : sédimentaires, métamorphiques, ignées. L’origine « catastrophique » des roches ignées ne faisant de doute pour personne dans la plupart des cas, nous allons étudier maintenant l’origine et la formation des deux premières. Cette étude nous permettra d’évaluer la solidité des thèses actualiste et catastrophique.

1. LES ROCHES SÉDIMENTAIRES

C’est sans aucun doute dans ce domaine que l’on trouve les objections les plus fortes à la thèse catastrophique. Comment imaginer de telles accumulations rapides sur des épaisseurs aussi considérables ? On peut bien admettre une telle origine pour des roches silicatées, marnes ou argiles — qui représentent, il est vrai, plus de 70% des roches sédimentaires. Il en va de même pour une bonne part des roches siliceuses, qui sont presque toutes d’origine détritique (sables, graviers, galets, grès, molasses, flyschs) et qui représentent près de 20% des sédiments. Mais il reste tout de même près de 8 à 10% de roches, carbonatées pour la plupart, dont l’origine est nettement biologique1, comme l’ont montré les travaux de L. Cayeux (1929 et 1935) et de G. Deflandre (1936 et 1960). De telles roches, d’origine biologique, ne postulent-elles pas un dépôt progressif et une formation extrêmement lente ? Même si l’on peut admettre le dépôt de carbonates par précipitation, le problème reste posé pour une bonne partie des roches carbonatées.

1 Voir surtout L. CAYEUX, Les roches sédimentaires de France. Roches siliceuses, Paris, 1935, et G. DEFLANDRE dont les travaux sur les micro-organismes font autorité. Par exemple Les flagellés fossiles. Aperçu biologique et paléontologique, Paris, 1936. Voir aussi le t. I du monumental Traité de paléontologie, dirigé par J. PIVETEAU, Paris, 1952.

A première vue, l’argument paraît décisif : dans nos océans, au taux actuel de concentration des organismes vivants constructeurs de ces roches, les chiffres obtenus sont stupéfiants. Pour la craie à Coccolithophoridées2, par exemple, il a été établi qu’un mètre cube de craie a dû nécessiter la mort et le dépôt de plus de 500 000 milliards de cellules de ces algues minuscules. Or, la concentration actuelle dans nos mers est de 5 millions par litre d’eau. Il en résulte que « si l’on compare aux précédents ce chiffre de 5 millions par litre, ou 5 milliards par mètre cube, on constate que 1 mètre cube de craie contient la même quantité de Coccolithophoridées que 100 000 mètres cubes d’eau de mer : une colonne d’eau de 1 mètre carré de section et de 100 km de haut3 ».

2 Les Coccolithophoridées sont des Protistes, sortes de plantes planctoniques mobiles minuscules pourvus de flagellés, aux confins des règnes animal et végétal.

3 G. DEFLANDRE, La vie, créative de roches, Paris, 1967, 7e éd., p. 68.

Toutefois, à y regarder de plus près, il semble bien que le raisonnement précédent pèche une fois de plus par confiance excessive en l’actualisme. En effet, dans la nature actuelle, on ne rencontre nulle part des sédimentations aussi « concentrées » que celles du Crétacé par exemple. Là, dans certains cas, les carcasses des organismes microscopiques sont accumulées les unes contre les autres sans qu’il y ait aucune trace de constituant liant, de ciment. Tout se passe comme si des courants marins avaient accumulé d’énormes quantités de ces êtres pour former ce que certains appellent « une purée d’organismes ».

D’ailleurs, même les actualistes sont contraints (à une moindre échelle, il est vrai) d’avoir recours à l’hypothèse d’une densité de vie fantastique à l’époque de ces dépôts. Peut-être faut-il aller plus loin et supposer réunies les deux conditions : d’une part, une densité extraordinaire de ces organismes dans certaines parties des océans d’alors ; d’autre part la concentration de ces organismes en certains lieux, rassemblés et entassés par les courants marins4.

4 C’est du moins l’hypothèse retenue par la plupart des créationistes à l’heure actuelle, H.G. COFFIN, du Geoscience Institute, professeur de paléontologie à l’Université Andrews, nous écrivait, dans une communication personnelle du 18 juin 1971, qu’au moment du déluge « il est possible que les courants qui existaient alors aient amené de grandes quantités de ces organismes et les aient concentrées dans certaines régions. Je suis parvenu à la conclusion que ce fut le cas dans la région de Cincinatti, aux Etats-Unis. Là, nous trouvons plusieurs centaines de pieds d’organismes marins si étroitement entassés les uns sur les autres qu’il n’y a pratiquement pas de matériau de cémentation. Cela s’étend sur 50 miles autour de Cincinatti et représente une fantastique accumulation de créatures marines (C’est nous qui traduisons).

Les tenants de l’uniformitarisme doivent eux aussi faire appel à des catastrophes pour expliquer les énormes accumulations de poissons qui constituent par exemple les dépôts de phosphocarbonates de calcium. On a dû à ce propos parler de véritables « hécatombes d’animaux marins et terrestres évoquant des catastrophes de grande ampleur5 ». Quoi qu’il en soit, l’accumulation de si grandes quantités de débris d’origine animale demeure une énigme pour les deux thèses en présence. La préservation remarquable d’organismes fragiles et périssables implique un ensevelissement rapide. Aux vitesses actuelles de dépôt, ces organismes auraient été détruits, surtout dans les eaux peu profondes. Nous aborderons plus loin ce problème irritant pour les actualistes.

5 Cf. P. URBAIN, Les roches sédimentaires, dans La terre de J. GOGUEL, Paris, 1959, p. 852. L. MORET explique par « des variations rapides des conditions de vie et de milieux » la mort et l’accumulation de ces animaux. Précis de géologie, Paris, 1967, p. 241.

Les roches d’origine détritique posent un moindre problème. Elles résultent de l’érosion d’autres roches et de leur reconstitution ailleurs. Leur formation dépend de deux facteurs. D’une part, la nature et la structure des roches préexistantes ; d’autre part, la puissance et la durée d’action des agents d’érosion.

Dans l’hypothèse actualiste, le problème est résolu à partir de l’observation des phénomènes présents, c’est-à-dire de peu d’ampleur. On postule donc une action faible, lente et une durée infiniment longue.

Dans l’hypothèse catastrophique, le problème est résolu dans un sens diamétralement opposé : action brève et brutale réalisée par des agents érosifs extrêmement forts, s’exerçant sur des matériaux dont nous ignorons la consistance et la résistance, mais qui devaient, en tout état de cause, être différents de ceux que nous rencontrons dans la nature actuelle6. Nous verrons dans la deuxième partie de cet ouvrage comment on pourrait tenter de se représenter la mise en place de ces roches dans l’hypothèse catastrophique. Contentons-nous pour l’instant de quelques remarques à propos de la nature de ces roches et de leur constitution.

6 Dans l’hypothèse actualiste, les roches ont toujours eu la même nature et la même structure. Toutefois, ce postulat se trouve mis en défaut, car les roches sédimentaires (et le plus souvent aussi les roches métamorphiques) proviennent soit de l’altération d’autres roches sédimentaires, soit de constructions à partir de matériaux d’origine biologique. Ces matériaux originels seraient donc les seules roches ignées, ce qui pose bien des problèmes que nous ne pouvons aborder ici. Les tenants de l’hypothèse catastrophique, eux, n’étant pas liés par le postulat de la permanence des phénomènes, peuvent — et doivent — supposer que les roches d’avant le déluge avaient une nature et une structure différentes de celles des roches actuelles. Ces dernières se seraient formées à partir des constituants des premières, mais après des transformations chimiques et physiques considérables dues à la chaleur et à la pression, avec possibilité d’apports de matières par volcanisme ou fumerolles, ou par l’eau contenant des sels dissous.

Les sédiments déposés, dans l’une ou l’autre hypothèse, étaient meubles et largement mêlés d’eau. Il semble que le rôle de l’eau ne soit pas négligeable dans la consolidation même de ces roches. En effet, soumise à la pression des sédiments qui s’accumulent, elle a une action consolidatrice qui a été récemment mise en évidence. Selon Pomerol (1969), « l’eau ainsi expulsée demeure emprisonnée sous pression et peut jouer un rôle dans la cémentation de roches voisines7 ».

7 Ch. POMEROL et R. FOUET, Les roches sédimentaires, Paris, 1969, 5e éd., p. 45.

En combien de temps peut s’effectuer cette consolidation des roches ? Autrement dit, quelle durée exige la transformation (ou diagénèse) des sédiments pour donner des roches compactes ? On pourrait croire que de longues périodes géologiques sont nécessaires. Il n’en est rien, comme les travaux récents l’ont bien montré. « Toutes les études des pétrographes sur les roches sédimentaires ont montré que le durcissement pouvait se produire très rapidement sur le fond même du bassin où ce dernier a pris naissance8. »

8 L. MORET, Précis de géologie, Paris, 1967, 5e éd., p. 178. C’est nous qui soulignons.

Les agents de cette consolidation rapide sont la pression, la température, ainsi que l’eau chargée de sels minéraux dissous. On a pu faire un grand nombre d’observations sur le terrain et d’expériences en laboratoire. Toutes montrent que « la durée à elle seule n’est pas un facteur déterminant de diagénèse puisque des argiles de la Baltique (argiles bleues de Leningrad et de Tallin) ont conservé leur structure depuis le début de l’ère primaire. Mais si la pression intervient le sédiment se modifie9. » C’est ainsi qu’on peut obtenir des transformations spectaculaires : des craies se transforment en calcaires cohérents en 17 années, à une pression de 6000 atmosphères. D’autres types de roches cohérentes sont obtenus à des pressions bien moindres et à des températures inférieures si d’autres facteurs interviennent : infiltrations ou remontées de matière par exemple. Ainsi en est-il des brèches, des poudingues, des grès. L. Moret a déjà attiré l’attention sur ce point. « Pour ne parler que des roches détritiques », dit-il, « il est courant de voir des éboulis, des bancs de galets ou de sable devenir, avec la plus grande rapidité, des Brèches, des Poudingues ou des Grès en se consolidant, sous l’action d’eaux d’infiltration calcaires10. »

9 Ch. POMEROL et R. FOUET, op. cit., p. 46. C’est nous qui soulignons.

10 L. MORET, op. cit., p. 178.

On a même pu noter que des phénomènes d’épigénisation (c’est-à-dire de recristallisation sans changement de composition et avec une légère augmentation de volume) et de (substitution d’un minéral à un autre sans changement de volume) ont pu avoir lieu en quelques heures à des températures voisines de 360 à 400°.

Dans tous ces cas, le rôle de l’eau accumulée dans les sédiments s’avère considérable. En effet, au voisinage de sa température critique (375° C), l’eau est légèrement acide et parvient à dissoudre le verre, la silice, ainsi que plusieurs silicates11.

11 Ch. POMEROL et R. FOUET, op. cit., p. 46.

En bref, la consolidation des sédiments en roches compactes peut tout aussi bien s’être réalisée en l’espace de quelques années, voire même de quelques jours ou de quelques heures, qu’en de très longues périodes de temps. Mais qu’en est-il des granites, des gneiss, de ces roches que l’on est convenu d’appeler cristallines ou cristallophyliennes ? Celles-là ont subi des transformations bien plus considérables, puisque leur structure même a été modifiée par ce qu’on appelle le métamorphisme. Peut-on, pour elles, soutenir une transformation aussi rapide ?

2. LES ROCHES MÉTAMORPHIQUES

Les exemples les plus représentatifs des roches métamorphiques se trouvent probablement dans la série des granites. Nous gardons tous à la mémoire depuis les bancs du lycée, voire de l’université, que les granites sont des roches primaires, donc vieilles de plusieurs centaines de millions d’années. Or il s’avère maintenant que les granites sont bien plutôt, dans la majorité des cas, des roches métamorphiques dont la formation a pu être beaucoup plus récente. En effet, depuis 1955, on a pu réaliser en laboratoire la synthèse du granite. En quelques jours, à partir d’un échantillon d’obsidienne, J. Wyart (professeur à la Sorbonne) a pu obtenir du granite en maintenant l’échantillon soumis à des températures de l’ordre de 400 à 600°, et à des pressions de 1500 à 3000 atmosphères, c’est-à-dire dans des conditions qui sont effectivement réalisées dans la croûte terrestre à une profondeur de 8 à 10 km12. Après lui, Winckler obtenait lui aussi des granites en traitant des argiles à une température de 600 à 800° et à une pression de 2000 atmosphères13. Des gneiss ont pu être réalisés à partir d’argiles et de marnes dans des conditions de température et de pression à peu près équivalentes14. On a pu même réussir la synthèse de micas (entre 200 et 500°), de feldspath, à plus haute température et, en présence de vapeur d’eau, de quartz, dont la synthèse à 450° a été « très facile15 », etc.

12 Voir A. MICHEL-LEVY et J. WYART, Reproduction artificielle de minéraux silicatés à haute pression. Métamorphisme artificiel des roches, dans « Mémoires de la Société géologique de France », t. XX VI, n° 55, Paris, 1947.

13 P. BELLAIR et Ch. POMEROL, Eléments de géologie, Paris, 1965, p. 179. Cf. H. WINCKLER, La genèse des roches métamorphiques, Gap, 1966.

14 Voir Ch. POMEROL et R. FOUET, Les roches éruptives, Paris, 1965, 4° éd., p. 82-90.

15 Cf. P. LAFFITE, Les roches plutoniques et métamorphiques, dans La terre de J. GOGUEL, Paris, 1959, p. 717.

On est donc en droit de repenser totalement le problème de la formation des roches de ce type. Alors qu’on affirmait, il n’y a pas si longtemps encore, que ces roches étaient les plus anciennes de la terre, ces expériences ont montré, pour le moins, que le doute était permis. « Il se pourrait en conséquence, admet L. Rudaux, que certaines régions granitiques soient de structure récente et non absolument primaires16. »

16 L. RUDAUX, La terre et son histoire, Paris, 1965, 9e éd., p. 106.

Certes, ces expériences ne prouvent pas que ces roches, qu’on croyait très anciennes, soient en réalité récentes. Du moins ont-elles eu le mérite de souligner la précarité des idées reçues en géologie.

Dans cet ordre d’idée, P. Routhier, professeur à la faculté des Sciences de Paris, a pu écrire : « On ne sait pas mesurer la durée de formation d’un cristal de Mica ou de Feldspath dans un Granite ou une Pegmatite, mais il se pourrait que la naissance de certains cristaux ne se mesure qu’en années, en semaines, voire même en heures17. » Cela ne signifie pas, bien entendu, que les roches se sont réellement formées aussi rapidement. D’ailleurs il convient d’être prudent en ce domaine et de ne pas appliquer sans précaution les conclusions tirées de l’étude du métamorphisme en laboratoire (circuit fermé) au métamorphisme naturel ayant donné lieu à la formation des roches dans la terre elle-même18. Il n’en reste pas moins que les expériences de métamorphisme en laboratoire ont mis en évidence la possibilité d’une formation rapide d’un grand nombre de roches pour lesquelles on croyait autrefois nécessaire d’invoquer des durées extrêmement longues. C’est un résultat qui est loin d’être négligeable.

17 P. ROUTHIER, Essai critique sur les méthodes de la géologie, Paris, 1969, p. 28.

18 Voir les judicieuses remarques de B. GEZE, Roches volcaniques et volcanologie, dans Géologie, t. I., Paris, 1972, p. 424-431.