GÉOLOGIE - Histoire des sciences de la Terre

GÉOLOGIE - Histoire des sciences de la Terre
GÉOLOGIE - Histoire des sciences de la Terre

La géologie s’est constituée en une science organisée avec une étonnante rapidité, au début du XIXe siècle. Depuis lors, elle s’est progressivement développée, enrichie et diversifiée. Les historiens sont intrigués par cette brusque naissance, et par tout ce qui a précédé: pourquoi une si longue et laborieuse préparation? Or, lors de sa grande éclosion, cette science a bouleversé les rapports entre l’homme et le monde, en révélant la durée prodigieuse des temps qui ont précédé l’humanité, et en ressuscitant les mondes vivants innombrables qui, avant elle, s’étaient succédé sur la surface de la Terre. Ce faisant, elle empiétait forcément sur le domaine des enseignements des Églises. Certains ont volontiers allégué que la géologie moderne était née d’une victoire de la raison sur l’obscurantisme religieux, favorisée en outre par la révolution industrielle. Mais à un examen objectif, les choses n’apparaissent pas aussi simples.

1. L’Antiquité classique

Il n’a pas existé de « geôlogia » gréco-romaine. Le legs très influent des auteurs grecs et latins se limite à des domaines particuliers, principalement du ressort de la géodynamique. Ils ont ignoré toute étude du sous-sol rocheux (mais l’Italie et la Grèce, avec leur structure tectonique extrêmement complexe, ne s’y prêtaient pas). Leurs explications des volcans et des tremblements de terre sont naïves; elles seront cependant très souvent reprises.

Parmi les écoles de pensée grecques, celle d’Aristote a joué par la suite un rôle capital. Celui-ci expose dans les Météorologiques (IVe s. av. J.-C.) comment, selon un rythme extrêmement lent à l’échelle humaine, la mer prend tranquillement la place de la terre et vice versa, au long d’une durée infinie. Le poète latin Ovide (43 av. J.-C.-17 apr. J.-C.) développe cette idée des mutations de la géographie dans des vers célèbres des Métamorphoses , où il fait parler Pythagore. De très nombreux auteurs modernes citeront ces vers, jusqu’en plein XIXe siècle, et notamment ces mots, résumant le meilleur de la géologie antique: « ... Vidi... factas ex aequore terras. [Et procul a pelago conchae jacuere marinae... [Quodque fuit campus, vallem decursus aquarum [Fecit et eluvie mons est deductus in aequor. » (« ... J’ai vu... des terres faites à la place de la mer, et loin de la haute mer des coquilles gisantes... D’une campagne cultivée le dévalement des eaux a fait une vallée, et par le délavement la montagne est descendue dans la mer. »)

Un siècle avant Aristote, Hérodote écrit des pages remarquables sur les atterrissements fluviaux. Entre autres affirmations, l’Égypte est un ancien golfe comblé par les apports du Nil; en témoignent notamment les coquilles que l’on trouve dans les « montagnes ». Plutarque, au Ier siècle après J.-C., auteur très lu, confirme ce fait. Divers autres textes font allusion à ces fossiles observés en pleine terre, par exemple un passage de la Géographie de Strabon, contemporain d’Ovide (il s’agissait de Néogène transgressif peu lapidifié et très fossilifère).

On doit encore aux Gréco-Romains des considérations remarquables sur le cumul avec le temps d’actions infinitésimales (Straton, in Polybe), base de la doctrine uniformitariste (dite, abusivement, de Lyell), et de belles descriptions d’activités volcaniques, tant de l’Etna que du Vésuve (éruption catastrophique de 79 apr. J.-C. décrite par Pline le Jeune). Ne méconnaissons pas l’énorme Histoire naturelle de Pline l’Ancien, trésor de données, malheureusement parfois fallacieuses; elle sera encore lue au XVIIIe siècle. Enfin, le grand poème de Lucrèce, De la nature , décrit l’humanité primitive en anticipant de façon saissante sur la préhistoire moderne. La place manque ici pour signaler d’autres apports antiques: ainsi une très bonne appréhension du phénomène des rivières souterraines karstiques.

2. Le Moyen Âge

Le Romain Sénèque, contemporain de Néron, nous a laissé un livre d’un grand intérêt, les Questions naturelles , où il imagine tous les progrès encore à venir de la science de la nature. À la place, ce fut la décadence. Non due au départ au christianisme, celui-ci l’accéléra. Les ténèbres intellectuelles s’étendirent sur l’Occident. Mais, en Orient, la naissance de l’islam eut pour conséquence inattendue un remarquable mouvement de pensée, culminant du IXe au XIIe siècle, de l’Iran jusqu’en Espagne. De nombreux textes grecs furent sauvés, commentés, amplifiés (en arabe). Il faut au moins mentionner un texte étonnant dû au groupe dit les Frères de la pureté, de Bassora, au Xe siècle: ils anticipent de neuf siècles sur le cycle orogénique de Gautier puis de Hutton: l’érosion nivelle les montagnes, leurs débris s’accumulent dans les mers pour y former les montagnes futures. Avicenne (Ibn S 稜n , 980-1037), grand savant iranien, très influent en Occident, décrit la formation des roches, la conversion en pierre des végétaux et animaux, la genèse des montagnes par les tremblements de terre (idée fort durable après lui).

L’Occident chrétien, en partie grâce aux bibliothèques arabes, s’épanouit en une véritable renaissance à partir du XIe siècle. Outre d’éminents philosophes, d’authentiques savants professent dans les universités, tel Albert le Grand (env. 1200-1280), versé dans toutes les sciences, qui développe les idées d’Aristote (très influent à l’époque) et d’Avicenne sur le déplacement des mers, la formation des montagnes, l’origine naturelle des fossiles, etc. On parle très peu du Déluge. Une exception toutefois: le Toscan Ristoro d’Arezzo, qui croit en voir la marque dans l’Apennin, où il a fait d’excellentes observations de terrain (1282). Le sommet sans doute de la géologie médiévale est atteint avec Buridan (vers 1295-vers 1358), qui professe librement à la faculté des arts de Paris des idées d’une surprenante audace. Pour lui, la Terre solide est dissymétrique: l’hémisphère terrestre est peu à peu érodé, donc allégé; pour rétablir l’équilibre, ce côté de la Terre se soulève, tandis que l’autre hémisphère, océanique, alourdi de sédiments, s’enfonce par rapport à la sphère immuable des eaux; de plus, au long d’immenses durées, la mer et la terre se déplacent avec une grande lenteur autour du globe. Il n’est question ni du Déluge ni des durées courtes bibliques. On voit que parler de l’obscurantisme médiéval est peu fondé.

3. La Renaissance

De 1350 à 1480, on assiste à une stagnation, sinon à un recul. Vers 1500, Léonard de Vinci (1452-1519) confie à ses « carnets » manuscrits des observations et des idées d’une stupéfiante modernité sur la sédimentation, la fossilisation, etc. Il réfute avec une ironie mordante l’explication des fossiles par le Déluge, devenue courante, et par la génération spontanée, qui allait prendre un grand poids. Peu enclin aux théories (bien qu’il répercute Buridan à travers Albert de Saxe), c’est un homme de terrain, un observateur d’une extraordinaire lucidité: cent cinquante ans avant Sténon, le premier vrai géologue. Un autre grand nom de la Renaissance est Bernard Palissy (1510-1590), ennemi du rôle géologique du Déluge, au point de refuser tout ancien séjour des mers sur nos terres (il postule de peu crédibles « réceptacles » d’eau salée dans le sol). Passionné par l’étude de la nature et notamment des fossiles, il parle en pionnier lorsqu’il reconnaît parmi ceux-ci des formes tropicales, et d’autres aujourd’hui éteintes (nos hippurites, ammonites, etc.). Le troisième auteur majeur est Agricola (Georg Bauer, 1494-1555), humaniste donnant ses lettres de noblesse à la pratique minière saxonne, par plusieurs volumes d’intérêt durable, surtout l’admirable De re metallica (1556), dont les nombreuses gravures en font un irremplaçable « musée technologique ». Sur un plan différent, entre 1550 et (en gros) 1660, des musées proprement dits sont constitués, surtout en Italie, polyvalents, mais comportant toujours une section d’objets du sous-sol, notamment de fossiles. On s’ingénie à les figurer et à les commenter dans de luxueux ouvrages, sans grande valeur scientifique, mais qui éveillent l’intérêt du public pour ces étonnantes reliques. Au total, la Renaissance, grâce à l’imprimerie et à un enthousiasme général, amasse, figure et décrit en vrac la nature, de façon prolixe, sans beaucoup interpréter. Notons à ce propos qu’il est historiquement erroné de prétendre que l’Église interdisait de voir dans les fossiles d’anciens êtres marins, ou qu’elle imposait leur explication par le Déluge.

4. Le XVIIe siècle et les théories de la Terre jusqu’en 1729

La mentalité change complètement dès le début du XVIIe siècle. La doctrine mécaniste dévalorise la Nature. L’étude du contenu du sous-sol est au plus bas jusque vers 1660 (et en France jusqu’en 1710). Durant la première moitié du siècle, un seul auteur majeur est à signaler: il s’agit de Descartes, avec ses Principia philosophiae (1644). Il échafaude une cosmogonie d’une grande audace, dont le livre IV final est consacré à la genèse du globe terrestre: il voit les éléments s’assembler en sphères concentriques. Vers la fin, une croûte externe s’est formée, en situation instable puisque séparée des sphères internes par une zone d’eau et d’air; elle s’effondre; ses fragments, à l’étroit, reposent parfois à plat sur la croûte interne (mers et plaines), parfois en s’arc-boutant mutuellement (montagnes). Ainsi, la configuration actuelle de la Terre est née des hasards d’une catastrophe inscrite dans la logique du développement cosmogonique antérieur. La Terre, ancien astre éteint, enferme en son cœur central une matière de feu, sans action sur les zones plus externes.

Il n’en est pas de même dans le Mundus subterraneus , le monde souterrain tel que le voit le père jésuite Athanasius Kircher (1602-1680). Paru en 1665, cet énorme ouvrage à caractère d’encyclopédie postule un feu central relié par des canaux à des poches ignées plus superficielles, et de là aux volcans. De même, des réservoirs d’eau profonde sont reliés à la surface par des canaux, qui relient entre elles certaines mers et alimentent en eau marine dessalée les sources des montagnes (une très vieille et tenace théorie). Pierre Perrault (1611-1680) démontre en 1674 que les pluies suffisent à les expliquer (la controverse datait des Gréco-Romains).

Le Danois Niels Stensen (Nicolas Sténon, 1638-1686), anatomiste réputé, publie en 1669 le Prodromus d’une dissertation « Sur un solide contenu naturellement dans un solide ». Ce court ouvrage pose de façon géniale les bases définitives de la géologie moderne, fondée sur une rigoureuse axiomatique. Il introduit les termes et les concepts clés de « strates » dues à l’accumulation de « sédiments ». Posant en principe que tout solide est issu d’un fluide, il en déduit que les strates du sous-sol: se sont déposées en superposition l’une sur l’autre successivement; lors de leur dépôt étaient subhorizontales; étaient continues en extension latérale. Et donc, leur tranche mise à nu implique une rupture ou une ablation; leur situation inclinée implique un dérangement, lequel est la cause des montagnes. Sténon écrit de plus des pages remarquables sur la croissance des cristaux. Il applique enfin, à l’échelle régionale, la règle par lui posée, à savoir que c’est dans l’objet, le corps lui-même, que l’on trouve les circonstances de sa genèse; il reconstitue ainsi l’histoire passée d’une partie de la Toscane, en retrouvant l’acuité de Léonard de Vinci. Il y distingue, d’une part, les montagnes anciennes, faites de strates rocheuses sans fossiles, d’autre part, les « collines » récentes, terreuses, encaissées dans des vallées d’effondrement (pour nous, des grabens néogènes dans les nappes toscanes). L’analyse seule du terrain dévoile son histoire passée.

En 1660 en Angleterre, la fondation de la Royal Society, qui entend mettre en œuvre les préceptes de Francis Bacon, inaugure un très actif mouvement scientifique, notamment en géologie. Robert Hooke (1635-1702), savant polyvalent, émet en 1668 et ultérieurement, lui aussi, de remarquables idées sur la Terre. Les terres et les mers changent de place; les fossiles sont comme des médailles qui pourraient dater le passé; les êtres vivants ont pu évoluer. Mais l’œuvre géologique de ce grand pionnier n’a été publiée qu’en 1705, et peu remarquée. D’actives recherches sur le terrain sont menées à bien: Martin Lister (1638? – 1712) et Edward Lhwyd (1660-1709), notamment, collectionnent et figurent de nombreux fossiles, étudiés avec rigueur, avec pour conclusion étonnante que, vue leur dissemblance d’avec les formes modernes, ce ne sont pas d’anciens organismes marins.

À côté de ces naturalistes éminents, attachés à la description minutieuse du réel, à la fin du siècle fleurissent d’aventureuses théories de la Terre. Leur ambition est de construire, à l’instar de Descartes, mais calquée étroitement sur les textes bibliques pris à la lettre, une histoire de la formation du globe terrestre. Ces théories sont diluvianistes, en ce sens qu’elles font jouer au Déluge de Noé un rôle gigantesque, bouleversant complètement toute la partie externe de la Terre. Thomas Burnet (1635-1715) obtient un grand succès avec sa Theory of the Earth (1681 et 1689 en latin; 1684 et 1690 en anglais), qui romance de façon pieuse le schéma de Descartes, en identifiant au Déluge l’effondrement de la croûte externe. William Whiston (1667-1752) publie en 1696 A New Theory of the Earth pour faire pièce à Burnet; astronome, il met en œuvre de façon fort ingénieuse une comète pour expliquer le Déluge. À l’opposé des deux précédents, nullement géologues, John Woodward (1665-1728) est un observateur infatigable et de grand mérite. Mieux encore que Lister, il constate le fait d’une liaison régionale entre les fossiles et les types de roches du sol anglais; il croit avoir découvert une corrélation entre leurs poids spécifiques respectifs. L’explication qu’il en donne est qu’au moment du Déluge les anciennes terres ont été liquéfiées en une boue confuse; celle-ci s’est sédimentée en masse par ordre de densité en même temps que les dépouilles des organismes. L’influence de Woodward a été considérable: après lui, la croyance aux fossiles, jeux de la nature, est abandonnée.

Des protestants suisses prennent le relais au début du siècle suivant. Il s’agit, tout d’abord, des frères Scheuchzer. L’aîné, Johann Jacob (1672-1733), a publié de nombreux ouvrages où il s’attache à décrire la géographie physique de la Suisse, mais aussi ses fossiles, en naturaliste de grand mérite (nombreuses planches d’ammonites, etc.). Son frère cadet Johann (1684-1738) est le vrai pionnier de la tectonique des Alpes. Il observe, comprend et dessine admirablement les contorsions des couches, notamment celles des versants du lac des Quatre-Cantons (1708, publication en 1716-1718 par son frère). Il introduit en science le fait du plissement, en disciple intelligent de Sténon. Qu’il ait adopté les vues de Woodward est peu important (dislocation régionalement inégale des couches à la fin du Déluge, en fonction de leur solidité, la cause étant inexplicable). En 1729, Louis Bourguet (1678-1742) insère dans ses Lettres philosophiques un abrégé de sa théorie de la Terre, également fondée sur l’idée de Woodward, mais avec d’intéressantes corrections: la pile des nouvelles couches s’est formée de façon diversifiée par le remaniement des produits de l’ablation successive des constituants de l’ancienne Terre: vision pleine d’avenir, dès lors que l’on se libérait de la contrainte du temps court biblique. De plus, il cherche à rendre compte de façon rationnelle de la formation des chaînes de montagnes: à la fin du Déluge, elles sont nées de façon coordonnée par suite de l’accélération de la rotation de la Terre, leur matière formant comme des ondes et recevant une « direction d’élévation ». Les grandes synthèses des diluvianistes, derrière leur absurdité apparente si souvent tournée en ridicule, comportaient nombre d’acquis positifs concrets et d’intuitions trop méconnues. Le XVIIIe siècle, en les rejetant, a volontiers évacué du même coup le cycle sédimentaire et l’orogenèse. La leçon à en tirer est que notre premier devoir est d’adopter une attitude de respect envers nos devanciers. Comprendre, avant de juger. La dérision abaisse l’historien. Et c’est une historiographie mutilée que celle qui se polarise exagérément sur les théories et systèmes abstraits.

Le grand Leibniz élabore vers 1690 une théorie de la formation de la Terre, intitulée Protogaea , mais n’en publie qu’un court résumé (1693; le texte complet ne paraît qu’en 1749), néanmoins fort influent. La Terre est un ancien corps incandescent; le lessivage de la masse initiale à base de verre engendre les mers, qui se peuplent d’organismes. Des cavités souterraines s’effondrent, d’où le basculement et l’émersion de couches sédimentaires riches en fossiles, organismes marins naturels. Leibniz semble accepter l’évolution des espèces. À l’origine ignée près, son système, avec ses cavités, prévaudra durant un bon siècle. La Protogée au complet influencera grandement le Buffon des Époques . Déjà, en 1715 et 1721, Antonio Vallisnieri (1661-1730) avait choisi, contre Woodward, l’idée d’un séjour naturel et d’un abaissement lent de la mer, en s’appuyant sur Leibniz.

5. Le XVIIIe siècle

La géologie ne démarre en France que vers 1710, en bénéficiant de toute la prudence un peu sceptique de Fontenelle, très influent par ses chroniques résumant et commentant l’activité de l’Académie royale des sciences. Il se rallie à l’idée de l’ancien séjour tranquille des mers sur nos terres. Antoine de Jussieu en 1718, étudiant une flore fossile houillère, pensait « herboriser dans un autre monde ». Il se demande comment des plantes typiques de pays chauds ont pu venir « des Indes »: « flots tumultueux », « violents ouragans »? En 1777, Pyotr Simon Pallas (1741-1811) évoquera de tels flots gigantesques pour expliquer les restes de grands pachydermes trouvés congelés en Sibérie. En 1720, René Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757), à propos des faluns de Touraine, suppose qu’un vaste golfe marin a existé, reliant l’océan à la Manche, sans rapport avec le Déluge. Fontenelle émet le vœu que l’on dresse des cartes indiquant le type de coquilles fossiles prédominant de lieu en lieu. C’est là le début d’une constante de la géologie française des soixante ans qui suivent, fixée sur une vision « paléogéographique » par juxtaposition horizontale des faunes, au détriment de la reconnaissance des successions verticales.

En 1721-1723, l’ingénieur des Ponts et Chaussées Henri Gautier (1660-1737) publie de façon plutôt confidentielle des pages inégales mais contenant des idées remarquables sur le cycle récurrent érosion-sédimentation-orogenèse, annonçant déjà Hutton. Comme avant lui William Whiston, il a l’intuition de l’isostasie; pour lui, les séismes sont dus à de brusques réajustements verticaux de la croûte. Il montre que, par la mesure de la turbidité fluviale, on peut calculer le temps nécessaire pour un nivellement complet du bassin: nécessairement des millions d’années, mais il maquille ses chiffres.

Benoît de Maillet (1656-1738) fait preuve de plus d’audace dans son Telliamed posthume, écrit vers 1725, publié en 1748 et 1755. Ce livre très lu fonde tout sur une très lente diminution de la mer, dont les dépôts récents sont en contrebas des plus anciens; ces dépôts peuvent s’être formés d’emblée inclinés. L’eau de la mer s’évapore vers d’autres astres. La Terre passe à tour de rôle par une phase ignée (en surface) et par une phase de submersion totale, au long de millions et milliards d’années. Le Telliamed abonde en invraisemblances, mais aussi en fines observations de terrain.

En 1749, Buffon (1707-1788) ouvre sa grande Histoire naturelle , par sa Théorie de la Terre , qui est en fait peu théorique, mais plutôt une mise à jour soigneusement élaguée des connaissances objectives du moment. Sa portée sera considérable. Bien qu’il ignore par trop l’érosion et la tectonique, Buffon a beaucoup de vues justes et rompt avec les théorisations échevelées; il raisonne en actualiste de bon sens, enraciné dans la réalité. En 1778-1779, il publie la magnifique épopée des Époques de la nature , histoire présumée et destinée future de la Terre, ancien astre qui ne cesse de perdre sa chaleur, promis à une mort glacée finale. Dans cette « théorie de la Terre », beaucoup de données sont suppléées par l’imagination, mais cette fresque inoubliable, dans sa structure même, annonce les visions neuves du XIXe siècle. L’auteur, fort d’expériences sur le refroidissement de sphères métalliques, tente de calculer l’âge de la Terre. Après avoir envisagé des millions d’années, il se rabat sur soixante-quinze mille ans (valeur de toute façon contraire à la chronologie biblique des soixante siècles, dès alors en voie d’abandon).

Jean Étienne Guettard (1715-1786) publie en 1746-1752 la première carte géologique, à destination résolument utilitaire (recensement graphique des matières utiles du sous-sol, avec regroupement empirique en grandes zones concentriques); cette carte concerne le nord de la France et le sud de la Grande-Bretagne. Guettard déteste Buffon et préfère accumuler scrupuleusement les données de terrain, dans de nombreux mémoires trop peu synthétiques. L’abbé de Sauvages publie en 1746-1752 une remarquable description, de ton moderne, des environs d’Alès. En 1753, Nicolas Antoine Boulanger a rédigé un ouvrage jamais publié, les Anecdotes de la nature , où une vision catastrophiste ne nuit nullement à un exposé magistral des formes du relief dans le bassin de la Marne. C’est le grand pionnier de la géomorphologie.

Précédant de dix ans le grand démarrage des études sur la Terre de la fin du siècle, le médecin saxon Georg Christian Füchsel (1722-1773) publie en 1761 une Histoire de la Terre et de la mer, d’après l’histoire de la Thuringe, au travers de la description des formations (en latin). Mal diffusé au départ, encore peu lu aujourd’hui, ce long mémoire est fondateur, presque au même titre que le Prodromus de Sténon. Füchsel non seulement complète la lithostratigraphie empirique des mineurs et de Lehmann (1719-1767), mais interprète les choses en actualiste lucide. Il décompose le bâti de la région concernée en deux ensembles de formations bien décrites et individualisées (par leur lithologie et leurs fossiles), séparées par une discordance angulaire marquée (pour nous, Paléozoïque, et Permien + Trias). Füchsel est un pionnier majeur de la nouvelle science dite géognosie , non pas créée, mais développée et merveilleusement enseignée par Abraham Gottlob Werner (1749-1817) à Freiberg dans les années 1775-1819. Dès avant, de nombreux auteurs, pour la plupart ayant des responsabilités minières, écrivaient en géognostes, tant en Suède, tel Daniel Tilas (1712-1772), qu’en Europe centrale germanophone; ils lancent la cartographie géologique en couleurs: ainsi en 1778 Johann Friedrich Wilhelm von Charpentier (1728-1805). L’objet de cette science purement descriptive est l’étude du sous-sol, décomposé en grandes unités lithologiques superposées et adossées, dont on précise les relations mutuelles et le contenu minéralogique. De cette structure étagée découle une chronologie relative. Il se trouve que la doctrine devenue régnante était la grande vision du neptunisme: des granites et gneiss de base jusqu’aux couches récentes, tout l’empilement des unités lithologiques représente des dépôts successivement formés dans la mer, au départ chaude et saturée chimiquement. D’où une liaison nécessaire entre l’âge et la lithologie, extrêmement séduisante pour l’esprit et très stimulante dans l’établissement de la « géographie minéralogique » d’une région. La géognosie a été, dans les années décisives 1810-1820, l’une des bases organisatrices de la géologie moderne. Le neptunisme s’est alors résorbé de lui-même, son rôle pédagogique achevé. La querelle du basalte (sédiment aqueux ou ancienne lave?) a fait beaucoup de bruit autour d’un problème plutôt mineur, voire mesquin.

En 1752-1756, Guettard a mis en évidence les volcans éteints d’Auvergne. En 1771-1774, Nicolas Desmarets (1725-1815) démontre que le basalte prismé fait partie de coulées volcaniques anciennes ou récentes, et donne une admirable carte du Mont-Dore; l’érosion lente a démantelé et mis en saillie les premières. Il est l’un des nombreux auteurs français et italiens de cette fin de siècle à faire entièrement leur la doctrine actualiste (cumul avec le temps d’actions mineures de type actuel).

En 1780-1784, l’abbé Jean-Louis Giraud Soulavie étudie dans cet esprit le Vivarais, dresse la première carte géologique française coloriée, limitée aux grands ensembles lithologiques, subdivise l’ensemble calcaire sur la base de trois faunes successives, invoque le changement graduel des espèces.

Le Vénitien Giovanni Arduino (1714-1795) est un autre pionnier majeur. Dès 1760, il décompose les terrains du Vicentin en quatre « ordres »; les montagnes « primaires » et « secondaires », les collines « tertiaires » et les alluvions des plaines: pratiquement, nos divisions actuelles. De plus il décrit avec une admirable précision une coupe allant (pour nous) du Permien à l’Oligocène, avec tous ses niveaux lithostratigraphiques, en constatant le changement des fossiles de l’un à l’autre.

6. La révolution créatrice du début du XIXe siècle et ses développements

En moins de vingt ans (1810-1830), la géologie moderne naît, avec son programme et ses institutions. Elle a été préparée par trois prises de conscience qui bouleversent les rapports entre l’homme et le cosmos terrestre. Il s’agit d’abord de l’immensité des temps géologiques ; à partir de 1770, un nombre vite croissant d’auteurs de tous bords font leur cette idée; pour les chrétiens fervents, au moins pour les temps d’avant le Déluge: ainsi Jean André De Luc l’aîné (1727-1817). Le pape Pie VII, sous Napoléon, lève l’obligation de prendre à la lettre les « jours » de la Genèse. La succession des faunes dans le temps , instrument de chronologie, est pressentie (après Giraud Soulavie) par ce même De Luc dès 1790-1793; mais le fait d’une suite de mutations de la biosphère est surtout imposée par les travaux de Georges Cuvier (1769-1832), qui interprète la suite des « mondes » disparus en termes de cataclysmes exterminateurs. Lamarck (1744-1829), surtout en 1809, défend (dans l’abstrait) la thèse opposée d’une transformation graduelle du monde vivant et fonde ainsi la doctrine de l’évolution. Sur le plan géologique, le principe de la datation des couches avant tout par leurs fossiles caractéristiques est définitivement posé en France par Alexandre Brongniart (1770-1847) et, surtout, en Angleterre, admirablement, par William Smith (1769-1839), qui identifie et cartographie avec précision et art les principales « strates » (formations) d’Angleterre (1799-1816). Enfin, l’inexistence d’une formation « primitive » originelle est peut-être l’innovation majeure apportée par James Hutton (1726-1797) dans sa célèbre Theory of the Earth (1788, 1795), synthèse archaïque de ton, audacieusement novatrice sur le fond. La Terre, au cours de l’immensité insondable du temps, passe par des cycles répétitifs de nivellement du relief terrestre par l’érosion lente, dont les produits vont se sédimenter dans les mers, y fondre en partie et recristalliser sous l’effet de la chaleur, les couches ainsi transformées surgissant pour donner de nouvelles terres montagneuses. Le prétendu « Primitif » (granite compris) est de tout âge. C’est le fondement de la doctrine plutoniste, qui, non sans quelques conflits initiaux, supplante le neptunisme wernérien.

Tous le XIXe siècle vivra sur les idées prophétiques de Hutton, mises en œuvre jusque dans le plus lointain passé (cycles orogéniques du Précambrien).

La population des curieux et des professionnels penchés sur la Terre augmentait rapidement depuis 1775; entre 1810 et 1830, un prodigieux bond en avant se produit, exemple remarquable d’une révolution créatrice ; une communauté géologique internationale se crée; les échanges et rencontres se multiplient. En 1807 est fondée la Geological Society de Londres. En 1830, ce sera le tour de la Société géologique de France; dès lors, la géologie est une science adulte. Répugnant aux théories hâtives, elle se veut « positive », pressée de décrire méthodiquement la constitution géologique de territoires petits ou grands; on citera en France comme exemple le mémoire mémorable de Cuvier et d’Alexandre Brongniart (1770-1847) sur la « géographie minéralogique » des environs de Paris, où les formations sont recensées sous les points de vues conjoints de leur ordre de superposition, de leur lithologie et de leurs fossiles (1808, 1811). C’est désormais une histoire de la surface terrestre, reconstituée pas à pas, qui est l’objectif essentiel.

On ne peut en quelques lignes résumer l’histoire, ou plutôt l’historique, des immenses développements continus qui vont suivre. Bornons-nous à quelques jalons. On propose enfin une explication rationnelle de la formation des montagnes, où l’on fait volontiers jouer un grand rôle aux montées de roches éruptives (ainsi Leopold von Buch, 1774-1853). Léonce Élie de Beaumont (1798-1874) relie logiquement l’orogenèse au refroidissement lent du globe, dogme admis durant tout le siècle (la première « tectonique globale », a-t-on écrit). Il montre que des « soulèvements » répétés ont affecté la France et les territoires voisins, soulèvements marqués par des discordances angulaires d’âges différents selon les lieux et, à distance, par des ruptures dans la sédimentation tranquille, accompagnées d’un changement de faune. Il y voit des catastrophes dues au brutal réajustement de la croûte terrestre devenue trop grande pour l’intérieur qui se contracte du fait de son refroidissement continu. Charles Lyell (1797-1875) publie, en 1830-1833, ses Principles of Geology , brillante synthèse des connaissances géologiques déjà vastes du moment, mais également machine de guerre contre le catastrophisme, tant celui, irrationnel, de De Luc et de Cuvier (pour qui le monde ancien avait été régi par d’autres processus que le monde actuel) que celui, scientifiquement cohérent, d’Élie de Beaumont. Ce faisant, Lyell tombe dans un uniformitarisme et un « continuisme » qui enchantera plus tard Darwin, mais à coup sûr excessif. Du reste, à l’époque, l’influence de Lyell est faible. En Angleterre, les avances majeures sont l’œuvre de diluvianistes déclarés: William Buckland (1784-1856) pour le Quaternaire, Adam Sedgwick (1785-1873) et Roderick Murchison (1792-1871) pour le Paléozoïque.

La vaste entreprise de la résurrection des mondes vivants anciens se développe avec ferveur, marquée par la découverte des grands reptiles marins mésozoïques, qui frappe l’imagination du public (plus tard seulement viendront les dinosaures et les grands mammifères tertiaires). La stratigraphie paléontologique se précise sans cesse (tout à fait indépendamment des débats pour ou contre l’évolution).

En France, Alcide d’Orbigny (1802-1857) définit en 1849 de façon durable vingt-sept étages du Jurassique et du Crétacé par leurs faunes, qu’il croit dues chaque fois à une recréation après anéantissement de la précédente (le pionnier, William Smith, avait la même croyance). On aurait tort de postuler abruptement que c’est le triomphe de l’actualisme qui a engendré en son temps la géologie moderne. En fait, Hutton comme Lyell étaient dans l’erreur lorsqu’ils projetaient inconditionnellement sur le passé les actions des agents à l’œuvre sous les yeux: elles sont bien incapables, dans une bonne partie de l’Europe, de rendre compte des formes du relief, de maints dépôts superficiels (terrasses, grèzes, lœss, etc.), ainsi que les blocs erratiques. Ces derniers n’ont été expliqués que par la difficile prise de conscience du fait des glaciations quaternaires, dont le principal pionnier est Louis Agassiz (1807-1873), en 1840. Le reste n’a été que récemment compris comme étant l’héritage des conditions périglaciaires régnant en Europe dans les territoires non soumis à une glaciation.

Parmi d’autres nombreux noms à citer, retenons: Constant Prévost (1787-1856), l’adversaire français du catastrophisme de Cuvier; James Hall (1761-1832), introducteur de la géologie expérimentale (reproduction des plissements en modèle réduit, recristallisation ignée du basalte par refroidissement lent); Louis Cordier (1777-1861), pionnier en pétrographie des laves et influent défenseur de la chaleur interne de la Terre (précédé par Déodat de Gratet de Dolomieu, 1750-1801, génie inégal et bouillonnant). Henry Clifton Sorby (1826-1908) redécouvre dans les années 1850 la technique, jusque-là inemployée, d’examen des roches taillées en lames minces, au microscope polarisant, inventée vingt ans plus tôt par James Nicol (1801-1879): c’est le début de la pétrographie moderne, d’abord en Allemagne (Karl Rosenbusch, 1836-1914), puis en France (Ferdinand Fouqué, 1824-1904, et Auguste Michel-Lévy, 1844-1911, inaugurent la reconstitution des roches cristallines au laboratoire par synthèse).

L’orogenèse est révolutionnée, dans les années 1885-1900, par la découverte inattendue des grandes nappes de charriage, principalement dans les Alpes (Marcel Bertrand, 1847-1907, etc.). La seule contraction du globe par refroidissement devient inadéquate. Le fait des nappes implique un minimum de mobilité des continents. En 1924, Émile Argand (1879-1940) adopte de ce fait avec enthousiasme l’essentiel des idées d’Alfred Wegener (1880-1930). Notons que l’exploration de l’Ouest américain met en vedette les vastes mouvements verticaux lents (l’épirogenèse de Grove Karl Gilbert, 1843-1918) spontanés – dans ce cas encore aujourd’hui fort mal expliqués – ou par réajustement isostatique (démonstration magistrale, par la remontée du fond de l’ancien lac Bonneville desséché). Le grand tectonicien Eduard Suess (1831-1914) publie, entre 1883 et 1909, la première synthèse complète de la géologie structurale de la Terre mais refuse les mouvements ascensionnels de sa surface.

La paléontologie et la micropaléontologie (étude des foraminifères, etc.) ont fait des progrès vertigineux, au point d’obliger les spécialistes à limiter de plus en plus leur champ d’activité. Les fossiles restent l’instrument privilégié de datation des couches mais, désormais, au côté de méthodes physiques, au premier rang desquelles la radiochronologie, dont l’initiateur fut le physicien Ernest Rutherford et le pionnier en géologie Arthur Holmes (1890-1965). Dès 1905, on suppute des âges de 2 milliards d’années, à la grande colère de lord Kelvin (William Thomson) qui, fort de sa physique, avait interdit aux géologues de tabler sur plus de 100 millions d’années.

La géologie actuelle est l’aboutissement d’un développement historique qu’il faut connaître pour comprendre l’articulation logique des innombrables spécialisations où elle a tendance à s’éparpiller: c’est la conséquence de l’énorme accroissement, depuis les années soixante, du nombre de chercheurs et de publications. Cette situation n’a pas de précédent. La grandiose théorie unificatrice des plaques, avec ses immenses avancées, a peut-être un peu trop dévalorisé les méthodes éprouvées de la géologie traditionnelle; elles restent nécessaires, au côté des nouvelles voies très techniques. L’histoire nous tend un miroir; elle nous montre notamment le danger des systèmes si bien construits que l’on a tendance à s’y enfermer, en se contentant de les enrichir frileusement du dedans. Les progrès futurs sont en général inattendus, voire dérangeants (Hutton rompt le consensus neptunien, les nappes et la radioactivité brisent celui de la contraction, Wegener s’insurge contre les continents immuables, etc.). Les conduites humaines changent peu; il est bon d’étudier la logique des erreurs passées: elles peuvent éclairer les voies de notre science actuelle, en nous incitant à ne pas nous enliser, à poursuivre avec esprit critique, indépendance et audace la quête séculaire, jamais achevée.

Encyclopédie Universelle. 2012.

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