LES GRANDS TRAITS DU RELIEF TERRESTRE
ET LE DESSIN GÉOGRAPHIQUE.
L'inspection d'un globe terrestre suggère de diviser la surface de notre
planète en deux parties: l'une recouverte d'eau et plus voisine du
centre que le géoïde ou surface moyenne des mers, l'autre émergée et
plus éloignée de ce même centre.
Ces deux parties sont, à tous les points de vue, bien loin d'être
équivalentes. Non seulement les océans l'emportent par l'étendue, mais
leur profondeur moyenne, 4000m environ, surpasse de beaucoup l'altitude
moyenne des terres émergées, altitude qui ne dépasse pas 700m. Si le
niveau des océans s'abaissait de 2300m, on obtiendrait ce que les
géographes appellent la _surface d'équidéformation_; les nouvelles
lignes de rivage opéreraient une répartition plus juste; les terres
émergées formeraient alors la partie du globe que l'on doit considérer
comme saillante et les océans ne recouvriraient plus que la partie
déprimée, de même volume que la première (_Pl. I_).
Il est digne d'attention que le dessin actuel des continents ne serait
pas, dans cette hypothèse, profondément transformé. On verrait l'Asie
s'agrandir par l'Est, en s'annexant les archipels des Kouriles, du
Japon, des Philippines, plus encore au Sud-Est, où elle engloberait les
îles de la Sonde et de l'Australie. L'Europe s'augmenterait au
Nord-Ouest d'une terre nouvelle qui fermerait l'Atlantique au Nord en
réunissant à la Grande-Bretagne l'Islande et le Groenland. On verrait
apparaître dans l'axe de l'Atlantique deux grandes îles longitudinales
jalonnées de foyers volcaniques. Ces changements exceptés, on peut dire
que les grandes masses continentales et les grandes dépressions
océaniques conserveraient à peu près leur importance et leur situation
relatives.
Mais, pas plus dans l'état nouveau que dans l'état actuel, on ne verrait
apparaître l'égalité ou la symétrie entre les deux hémisphères. Il y a
deux fois plus de terres émergées au nord de l'équateur qu'au sud. Leur
importance va toujours croissant, dans l'hémisphère boréal, depuis
l'équateur jusqu'au cercle polaire. Dans l'hémisphère austral elle va en
diminuant de l'équateur jusque vers le cinquantième degré de latitude,
où la mer règne à peu près sans partage. Les terres se montrent de
nouveau dans les hautes latitudes antarctiques et forment une masse
continentale importante autour du pôle Sud, au lieu que le pôle Nord est
occupé par une mer profonde, comme l'a montré l'exploration de Nansen.
Un même parallèle, en général, traverse aussi bien des bassins profonds
que des plateaux élevés. On ne peut donc pas considérer l'altitude comme
étant une fonction de la latitude; il n'y a point accumulation spéciale
des terres vers les pôles ni vers l'équateur et la croûte solide
participe, tout aussi bien que la mer, à l'aplatissement géodésique. On
ne peut pas non plus rattacher simplement l'altitude à la longitude, en
regardant la surface comme formée de fuseaux alternativement soulevés et
déprimés. Toutefois cette représentation serait déjà plus près de la
réalité. Les masses continentales, et plus encore les presqu'îles, ont
tendance à se développer dans le sens Nord-Sud plutôt que dans le sens
Est-Ouest.
Le contraste noté tout à l'heure entre les calottes polaires rentre dans
une loi plus générale. Le relief ne manifeste pas une distribution
symétrique autour d'un centre, mais au contraire une opposition
diamétrale des dépressions aux saillies et _vice versa_. Ainsi le centre
du continent asiatique a pour antipode le centre de l'océan Pacifique.
Que l'on décrive sur un globe terrestre un grand cercle ayant son pôle
dans l'Europe occidentale, on limitera un hémisphère où il y aura
presque égalité entre la terre et la mer, pendant que, pour l'hémisphère
opposé, le rapport correspondant sera seulement 1/8,3. Si l'on considère
les surfaces continentales du premier hémisphère, on trouve que le
vingtième seulement de leur surface a pour antipodes des terres
émergées.
Cette circonstance témoigne, tout aussi bien que l'aplatissement, en
faveur de la fluidité primitive de la Terre. Elle montre que, au moins à
une certaine époque, les pressions ont pu se répartir et se transmettre
à travers toute la masse du Globe avec une certaine liberté. On pourrait
être tenté de voir dans le même fait une infraction au principe posé par
Newton, concernant l'égalité des pressions exercées au centre par
diverses colonnes liquides. Il semble, en effet, que la pesanteur doit
reprendre la même valeur en des points symétriques par rapport au
centre, en sorte que l'équivalence des pressions exige l'égalité des
altitudes. Mais cette conséquence n'est forcée que si l'on suppose la
Terre homogène, et l'inégale densité des matériaux du globe terrestre
peut aisément compenser une différence de longueur, d'ailleurs
relativement faible.
Après l'abaissement fictif que nous avons fait subir au niveau des mers
pour obtenir la surface d'équidéformation, le groupement des terres
émergées rentre plus exactement dans une formule simple. On peut dire
qu'elles se rattachent à trois masses principales, situées dans
l'hémisphère Nord, qui prennent leur plus grande extension vers le 60e
degré de latitude nord, vont en s'amincissant vers le Sud,
disparaissent, et se retrouvent soudées ensemble vers le pôle austral.
Ces trois masses continentales ont respectivement leurs centres dans la
Scandinavie, la Sibérie orientale, la région du lac des Esclaves,
c'est-à-dire qu'elles sont espacées de 120° en longitude. La séparation
admise ici entre l'Europe et la Sibérie orientale semblera peut-être
quelque peu fictive. Elle se justifie par l'existence d'une dépression
qui, tout en n'étant pas occupée par la mer, n'en est pas moins très
marquée et très étendue. D'ailleurs ces trois régions constituent des
plateaux archéens, émergés de longue date et qui ont joui à travers les
périodes géologiques d'une stabilité presque complète.
Les extensions données à l'Europe au Nord-Ouest, à l'Asie au Sud-Est se
justifient non seulement par le relevé des profondeurs marines, mais par
la Géologie historique. La répartition des espèces végétales et animales
dans les îles, la nature des dépôts ramenés par les sondages, montrent
que ces portions de mer peu profondes, rattachées aux continents
actuels, ont été effectivement émergées à une époque où la vie était
déjà répandue à la surface de la Terre.
Il est à remarquer que l'Australie, considérée comme prolongement
péninsulaire de l'Asie, l'Afrique considérée comme annexe du plateau
Scandinave, n'admettent point le même méridien central que la masse
continentale dont on fait dépendre chacune d'elles. L'une et l'autre
sont déviées fortement du côté de l'Est: une différence de même sens et
non moins marquée existe, en longitude, entre l'Amérique du Nord et
l'Amérique du Sud.
La liaison des péninsules australes aux continents est imparfaite et le
rétrécissement des terres émergées, quand on marche du Nord au Sud, ne
se fait pas d'une manière continue. Il existe en effet une zone
transversale de rupture à peu près parallèle à l'équateur et située à
quelque distance au nord de celui-ci.
Le long de cette zone on voit s'enchaîner des bassins approximativement
circulaires, bordés de hautes montagnes ou de cassures récentes. Ce sont
des régions instables, sujettes aux éruptions ou aux tremblements de
terre. On les nomme les _fosses méditerranéennes_, parce que le fossé
qui sépare l'Europe de l'Afrique en fournit les exemples les mieux
caractérisés et les mieux connus. Il faut y joindre les chotts
Sahariens, la Mer Noire, la Mer Morte, la dépression Arabo-Caspienne,
celle du Turkestan chinois, les mers du Mexique et des Antilles.
On doit à Lowthian Green d'avoir donné un énoncé géométrique embrassant
ces divers faits. Il suffit de considérer les centres des trois masses
continentales de l'hémisphère Nord comme les sommets d'un tétraèdre
régulier inscrit dans la sphère, et dont le quatrième sommet tomberait
au pôle antarctique. Les arêtes et notamment les parties voisines des
sommets, correspondront alors à des régions saillantes, les centres des
faces aux points de plus grande dépression. On peut aussi déplacer les
sommets du tétraèdre de quantités égales sur des droites partant du
centre, de manière à faire grandir le solide en le laissant semblable à
lui-même. Quand son volume sera devenu équivalent à celui de la sphère,
les pointements qui apparaîtront en dehors de la sphère représenteront
approximativement les continents. On reconnaît sans peine qu'ils seront
élargis au Nord, allongés en pointe vers le Sud, que leur développement
sera maximum vers le 60e degré de latitude Nord, pendant que les mers
auront leur plus grande extension d'une part au pôle Nord, de l'autre
vers le 55e degré de latitude australe (_Pl. II_).
L'accord avec les faits est assez remarquable pour engager à la
recherche d'une explication physique. La Terre, dans son ensemble,
montrerait une tendance à se déformer, à partir d'un ellipsoïde de
révolution, pour se rapprocher de l'aspect extérieur d'un tétraèdre
régulier. Or on peut citer des expériences où cette déformation
s'accomplit, pour ainsi dire, spontanément. Un tube cylindrique de
caoutchouc, quand la pression du milieu ambiant augmente, prend une
section triangulaire: un ballon de verre où l'on a fait le vide et que
l'on échauffe à la température de ramollissement du verre se déprime en
quatre points situés à 120 degrés les uns des autres. L'expérience
réussit encore avec un ballon sphérique de caoutchouc que l'on dégonfle
progressivement. Dans ces divers cas la déformation est imposée parce
que le volume de l'enceinte diminue proportionnellement plus vite que la
superficie de l'enveloppe. Il y a lieu de penser que le même conflit
doit se produire dans le refroidissement d'une planète primitivement
fluide et qui s'enveloppe d'une croûte, suivant la conception de
Descartes. La surface de cette enveloppe peu conductrice arrive assez
vite à la température d'équilibre qu'elle doit prendre sous l'influence
des rayons solaires. A partir de ce moment toute la déperdition de
chaleur se fait aux dépens de la masse interne, qui se contracte par
suite plus que l'écorce, et, comme celle-ci n'est pas assez tenace pour
se soutenir sans appui, la conservation de la forme sphérique est
impossible.
Maintenant la déformation a-t-elle comme terme nécessaire un tétraèdre?
On a invoqué, pour le démontrer, soit le principe de la moindre action,
soit le principe de la conservation de l'énergie. On fait valoir que, la
sphère ayant la propriété d'enfermer le plus grand volume possible sous
une surface donnée, le tétraèdre est, parmi les polyèdres réguliers
convexes, celui qui enferme sous une surface donnée le plus petit
volume. Le tétraèdre serait par suite, entre les figures dérivées de la
sphère, celle qui réalise au prix du plus petit changement de surface
une diminution de volume imposée. Mais cette conséquence ne serait
rigoureuse que si le champ des déformations était limité aux figures
convexes, et ni la théorie, ni l'observation ne donnent lieu de croire
qu'il en soit ainsi. Malgré cette incontestable lacune mathématique, le
système de Green est digne d'une grande attention à cause du nombre des
faits qu'il se montre capable de comprendre et d'assimiler. Il la mérite
d'autant mieux que l'auteur a réussi à faire rentrer dans sa théorie les
deux anomalies les plus apparentes que présente, à première vue, le
dessin géographique.
Il y a lieu de se demander, en effet, pourquoi les trois masses
continentales allongées suivant un méridien présentent une solution de
continuité, une cassure orientée parallèlement à l'équateur et d'où
vient que, dans chacune de ces arêtes, la partie australe est déviée
vers l'Est par rapport à la moitié Nord.
L'explication, analogue à celle des vents alizés, fait intervenir la
rotation du globe et la force centrifuge. Lorsque les sommets du
tétraèdre situés dans l'hémisphère Nord accusent leur saillie, ils
effectuent autour d'eux une sorte d'aspiration et empruntent des
matériaux au Nord comme au Sud. Mais c'est dans le premier cas que le
changement de vitesse résultant de la variation de latitude est le plus
sensible. Les masses venues du Nord et s'éloignant de l'axe ont une
vitesse acquise trop faible et demeurent en retard sur la rotation de la
Terre.
Inversement, les matériaux appelés de l'équateur vers la protubérance
Sud possèdent à la suite de ce déplacement un excès de vitesse et
prennent l'avance sur la rotation du Globe. Il se produit ainsi sur
chaque arête méridienne du tétraèdre une sorte de torsion, capable de
déterminer la rupture et d'entraîner vers l'Est la partie australe. La
ligne de discontinuité, marquée par le chapelet des fosses
méditerranéennes, est une nouvelle aire de dépression, ajoutée à celle
que constituent déjà les centres des faces du tétraèdre. Si l'on néglige
cet effet de torsion, le diamètre issu de chaque sommet va passer au
centre de la face opposée. La correspondance diamétrale des dépressions
et des saillies, indiquée par l'observation, est aussi une conséquence
de la définition géométrique du polyèdre.
C'est surtout cette concordance qui assure à l'hypothèse tétraédrique
une grande supériorité sur la théorie proposée antérieurement par Élie
de Beaumont pour coordonner géométriquement les principaux traits du
relief terrestre. Cette théorie, après avoir passé par une période de
brillante faveur, n'a plus de partisans aujourd'hui. Nous en dirons
cependant quelques mots, parce qu'elle a son point de départ dans
l'observation de faits bien avérés et qui ne doivent pas être perdus de
vue.
L'idée qu'une loi précise commande la distribution des parties
saillantes et déprimées n'est pas invraisemblable _a priori_. Il n'y a
pas de chaîne de montagnes où l'on ne reconnaisse avec facilité la
répétition fréquente d'un petit nombre d'alignements. Cette circonstance
ne peut être mise en doute, bien qu'elle soit un peu exagérée dans
certaines cartes topographiques, en raison de la propension qu'on
éprouve, dans la description d'un objet compliqué, à simplifier et à
répéter des traits déjà connus. Ce parallélisme est un vestige des
puissants efforts latéraux qui ont suivi la consolidation de l'écorce et
en ont altéré le niveau. La direction dominante d'une chaîne résume
l'effort principal, poussée ou traction, qui lui a donné naissance.
Entre cet effort primitif et les mouvements ultérieurs qui sont venus
superposer leurs effets aux siens, entre les efforts simultanés qui ont
agi dans diverses régions de la Terre, y a-t-il indépendance ou
coordination géométrique? La seconde opinion est plus probable dans
l'hypothèse de la fluidité primitive et d'une écorce relativement mince
et certaines analogies font prévoir que les lignes de moindre
résistance, où se produiront les plissements, fractures ou déchirures,
dessineront les arêtes d'un polyèdre régulier inscrit. C'est ainsi que
des formes polygonales d'une régularité remarquable apparaissent dans la
solidification d'une croûte qui se fendille par retrait. L'expérience en
est souvent faite dans les creusets des métallurgistes. Les colonnades
basaltiques, dont les affleurements dessinent parfois des pavages
hexagonaux presque parfaits, ont pris naissance de cette manière dans le
refroidissement des coulées de lave.
Maintenant quel polyèdre régulier convient-il d'associer à la sphère
pour expliquer les principaux traits du relief terrestre? Élie de
Beaumont a donné la préférence au dodécaèdre, dont les faces sont des
pentagones. Le motif de ce choix est la faculté que l'on possède, en
prolongeant par des grands cercles les arêtes ou les diagonales des
faces, de constituer à la surface de la sphère un réseau très riche,
doué de propriétés géométriques nombreuses. Mais cette richesse même, en
rendant trop facile l'établissement de coïncidences approchées avec les
chaînes de montagnes terrestres, enlève à ces coïncidences beaucoup de
leur prix. Il est rationnel évidemment d'attacher une importance
particulière soit aux arêtes mêmes du dodécaèdre, soit aux lignes qui en
dérivent le plus directement. Élie de Beaumont met à part quinze grands
cercles, qu'il appelle _cercles primitifs_, et qui peuvent être associés
trois à trois, de manière à former des triangles trirectangles,
admettant chacun comme pôle un sommet du dodécaèdre. Le mode
d'orientation adopté par lui consiste à faire tomber l'intersection de
deux cercles primitifs rectangulaires sur le mont Etna, et à faire
pivoter le système jusqu'à ce qu'un autre cercle primitif vienne
s'aligner sur la Cordillère des Andes. Mais les coïncidences obtenues de
cette manière ne sont pas assez précises pour entraîner la conviction et
les chaînes de montagnes ainsi rattachées à des lignes homologues n'ont,
d'après l'histoire géologique, aucun titre à être considérées comme
contemporaines. Enfin, objection plus grave, le dodécaèdre pentagonal
est une figure centrée. A chaque sommet correspond comme antipode un
autre sommet, au centre de chaque face le centre d'une autre face. Si
donc le Globe terrestre était construit sur ce plan, il devrait arriver
qu'à une partie saillante correspondrait une autre partie en relief
diamétralement opposée. C'est le contraire qu'on observe dans presque
tous les cas. Il faut donc plutôt chercher la formule de coordination du
côté des solides réguliers qui, comme le tétraèdre, réalisent
l'association inverse. Pour ces diverses raisons on a cessé d'attribuer
au dodécaèdre pentagonal aucune signification concrète, et la discussion
est circonscrite entre les partisans du tétraèdre de Green et ceux qui
refusent de voir dans l'ensemble du relief terrestre aucune
manifestation de symétrie.
On ne peut nier cependant que les crêtes des montagnes, les lignes de
rivage formées par voie de cassure, les axes des fosses océaniques
allongées, ne manifestent une préférence pour certaines orientations.
Élie de Beaumont, en dressant la liste des angles de position par
rapport au méridien pour les chaînes de montagnes les mieux étudiées,
trouvait des chiffres groupés en très grand nombre autour de certaines
valeurs particulières. Plus tard, J. Dana a établi par de nombreux
exemples la prédominance de deux alignements: l'un du Sud-Ouest au
Nord-Est, l'autre du Nord-Ouest au Sud-Est. Au premier se rattachent la
côte asiatique orientale, l'axe de la Nouvelle-Zélande, la chaîne des
Alleghanys, l'axe de l'Atlantique Nord, l'axe de l'Atlantique Sud, les
monts Scandinaves. On peut faire rentrer dans le second le grand axe du
Pacifique, les montagnes Rocheuses, la côte du Pérou, le chenal de
l'Atlantique moyen, divers groupes d'îles du Pacifique. Si ces
alignements étaient visibles dans toutes les parties du Globe, sa
surface pourrait être assimilée à un échiquier de cases rhomboïdales
obliques sur le méridien et séparées par des lignes de relief ou de
rupture. Mais il faut se rappeler que beaucoup de chaînes montagneuses,
dont l'existence passée est attestée par la discordance ou le plissement
des couches, ont actuellement disparu, ensevelies par la mer ou nivelées
par l'érosion. Ces causes de ruine ont été relativement peu actives sur
notre satellite, et il en résulte que la disposition en échiquier est
plus aisément reconnaissable sur le globe lunaire que sur le nôtre.
Au lieu d'étudier la disposition en plan des lignes de relief, on peut
se demander si quelque loi générale ne se dégage pas de l'examen des
coupes verticales.
On est généralement porté à regarder les continents comme des
intumescences convexes, les mers comme des cuvettes concaves. L'ensemble
des nivellements et des sondages modernes montre que cette manière de
voir est fort éloignée de la vérité. Le fond des bassins océaniques est
habituellement convexe. Non seulement il participe à la courbure
générale du Globe, mais il a sa courbure propre, qui est, au moins dans
un sens, encore plus marquée. De la sorte, les parties les plus creuses,
appelées _fosses océaniques_, sont rejetées près des bords et forment
des vallées allongées parallèles aux lignes de rivage.
Les continents offrent exactement la disposition inverse, ou du moins
ils l'ont présentée au moment où ils ont émergé, avant que l'érosion
n'ait eu le temps de modifier leur structure. Leur partie centrale est
une cuvette ou un assemblage de cuvettes, et les chaînes de montagnes
suivent les côtes. Les fleuves nés dans l'intérieur sont obligés, pour
rejoindre la mer, de faire brèche à travers une barrière plus ou moins
élevée. Les coupes de l'Afrique australe, de l'Amérique boréale suivant
des parallèles ressemblent à celles d'une assiette renversée suivant un
diamètre. Si l'on veut définir la montagne comme étant le squelette du
continent, on doit considérer ce squelette comme extérieur, à la façon
de la coquille d'un crustacé.
Cette structure a été plus ou moins, à l'origine, celle de tous les
continents. Depuis, elle est devenue moins nette dans beaucoup de cas,
l'érosion ayant affaibli ou rasé la ceinture de montagnes et accru par
sédimentation le domaine de la frange ou bordure externe. Des
communications de plus en plus larges se sont établies entre les bassins
intérieurs et les mers voisines. Il reste cependant en Asie, en Afrique,
dans l'Amérique du Nord, des régions étendues sans écoulement aucun vers
l'Océan.
Partout les points de grande altitude sont plus voisins de la mer que du
centre du continent, et tendent à s'aligner, comme les fosses
sous-marines, parallèlement au rivage. L'ensemble de ces faits se résume
dans une loi que M. de Lapparent énonce ainsi: «Au moment où une grande
ligne de relief se constitue sur le Globe, elle forme le rivage d'une
dépression océanique ou lacustre sous laquelle elle s'enfonce par son
versant le plus incliné et, en général, l'importance de la chaîne à
laquelle elle donne naissance est en rapport avec celle de la dépression
qu'elle côtoie.»
La dissymétrie des versants est une loi générale. Le versant le plus
rapide, faisant face à la plus grande dépression, est en moyenne deux
fois plus incliné que l'autre. On arrive au fond des fosses océaniques
par une pente rapide quand on vient de la terre, par une pente douce
quand on vient du large. Dans les contrées couvertes de plissements en
échelons, l'altitude va croissant d'une ride à l'autre du côté où elles
présentent toutes l'inclinaison la plus forte. Mais cette structure est
sujette à être modifiée par l'érosion. La dernière ride, la plus haute
et la plus exposée aux vents humides, est vouée à une ruine plus
prompte. Les cours d'eau y font brèche en reculant leurs sources, et la
ligne de partage des eaux se trouve fréquemment reportée en arrière des
sommets les plus élevés.
La manière dont la glace et les eaux pluviales interviennent pour
transformer le relief terrestre nous est connue par l'observation
quotidienne. Elle fait l'objet de Chapitres importants dans les Traités
de Géologie et de Géographie physique. Nous ne ferons qu'effleurer cette
question, malgré l'intérêt toujours actuel qu'elle présente, parce
qu'elle nous écarterait de notre objet principal, qui est d'éclairer par
l'étude de la Terre celle des autres corps célestes.