LES MONTAGNES

« QUE SAIS-JE ? » LE POINT DES CONNAISSANCES ACTUELLES

N° 682

LES MONTAGNES par

Robert FOUET Maître-Assistant de Géographie à l'Université de Paris VIII

et Charles POMEROL Professeur à l'Université de Paris VI

TROISIÈME ÉDITION REFONDUE

PRESSES UNIVERSITAIRES DE FRANCE 108, BOULEVARD SAINT-GERMAIN, PARIS

1975 VINGT-QUATRIÈME MILLE

DES MÊMES AUTEURS

Les roches éruptives, collection « Que sais-je ? » n° 542, traduit en espagnol, 42 mille.

Les roches sédimentaires, collection « Que sais-je ? » n° 595, traduit en espagnol, 42 mille.

Minerais et terres rares, collection « Que sais-je ? », n° 640, 24 mille. Les roches métamorphiques, collection « Que sais-je ? », n° 647, traduit en espagnol, 34 mille.

Ch. POMEROL : Guide de travaux pratiques de géologie, t. 3 : Mesures et calculs, en

collaboration avec A. CAILLEUX (Paris, Sédès), 1962. Les sables de l'Eocène supérieur (étages Lédien et Bartonien) des

bassins de Paris et de Bruxelles, Mémoire du Service de la Carte géologique de France (Paris, Dunod), 1965.

Eléments de géologie, en collaboration avec P. BELLAIR, collec- tion « U » (Paris, Colin), 1965, 4 éd., 1974.

Initiation à la géologie pratique, en collaboration de A. BLONDEAU (Paris, Boubée), 1968.

Guide géologique régional : bassin de Paris (Ile-de-France), en col- laboration avec L. FEUGUEUR (Paris, Masson), 1968, 2 éd., 1974.

Les minéraux en grains. Méthode d'étude et détermination, en colla- boration avec A. PARFENOFF et J. TOURENQ (Paris, Masson), 1970.

Précis de stratigraphie et de paléogéographie : L'ère cénozoïque (Ter- tiaire et Quaternaire) (Paris, Doin), 1973. L'ère mésozoïque (Paris, Doin), 1974. Précambrien et Paléozoïque (en préparation).

Dépôt légal. — 1 édition : 4e trimestre 1955 3 édition : 2 trimestre 1975 © 1955, Presses Universitaires de France

Tous droits de traduction, de reproduction et d'adaptation réservés pour tous pays

INTRODUCTION

Qu'est-ce qu'une Montagne ? En France les gens du Nord ont leurs montagnes : mont Cassel, mont des Cats dans les Flandres, montagne de Béhéri- court en Picardie, dont l'altitude avoisine 200 m. Les Parisiens ne sont pas en reste avec Montmartre, Montparnasse et la montagne Sainte-Geneviève. Pourtant, malgré l'usage, ces reliefs ne constituent des montagnes ni au point de vue géologique (ce sont, pour la plupart, des buttes témoins formées de couches subhorizontales, dans des bassins sédi- mentaires), ni au point de vue géographique (ils se distinguent à peine des régions de plaines ou de plateaux qui les entourent).

La Montagne peut se définir d'abord par son altitude importante, mesurée par rapport au niveau de la mer, bien que celui-ci ne soit pas le même partout, ou qu'il soit sujet à des variations (en fonc- tion des glaciations par exemple). Le choix comme niveau de référence du 0 marin efface les reliefs submergés qui culminent alors à des altitudes négatives. Il faut cependant en tenir compte car ils jouent un grand rôle dans les théories modernes sur l'évolution du globe. Ainsi les îles atlantiques qui apparaissent dispersées (Açores, Saint-Paul, Ascension, Tristan da Cunha, etc.) ne sont en réalité que les principaux sommets d'une vaste chaîne continue, la dorsale médio-atlantique,

qui court au milieu de l'Océan entre l'Ancien et le Nouveau Continent.

L'altitude seule ne suffit pas pour définir une montagne. Des régions situées à 2 000 et même 4 000 m d'altitude au Tibet, en Bolivie et en Afrique australe sont parfaitement horizontales et consti- tuent des hautes plaines ou de hauts plateaux. Inversement, on trouve des caractères montagnards très nets en Norvège, au Chili, en Nouvelle- Zélande, etc., dans des zones côtières dont l'altitude est faible.

Un meilleur critère de définition est l'amplitude et la fréquence des dénivellations et des fortes pentes, ce qui exclut les plateaux à surface subhorizontale. Mais les dénivellations ne correspondent pas tou- jours aux altitudes. Le puy de Dôme apparaît comme une taupinière de 500 m de haut et non comme une montagne de 1 465 m parce que son socle est déjà à 900 m d'altitude. C'est pourquoi certaines hautes montagnes sont moins imposantes que d'autres moins élevées mais qui se détachent mieux de leur environnement. Le fier isolement du Cervin est un élément essentiel de son prestige, alors que les volcans des îles Hawaï, aussi élevés mais de pente douce, sont loin de produire la même im- pression. Si nous considérons la dénivellation et non l'altitude absolue, voilà l'Everest détrôné par les Andes qui pointent à 10 000 m, immédiatement au-dessus du fond du Pacifique, et les sommets de Mindanao qui dominent de 14 000 m la fosse toute proche des Philippines, alors que l'Himalaya ne dépasse que de 8 000 m la plaine indo-gangétique !

Une montagne se définit surtout en géographie comme un milieu original dû à la fois aux altitudes élevées, aux dénivellations importantes et aux fortes pentes. Par rapport aux régions qui l'entourent,

la montagne apparaît comme plus froide (la tem- pérature baisse en moyenne de 0,55 °C par 100 m) et plus pluvieuse, ce qui crée des conditions écolo- giques particulières. Elle est toujours le domaine d'une érosion puissante (voir p. 69) qui influence, par ses dépôts, le relief de l'avant-pays. Tantôt barrière et frontière, tantôt refuge autonome, par- fois plus peuplée (en zone chaude), parfois moins peuplée (en zone tempérée) que les régions voisines, elle abrite des activités spécifiques dans le domaine agricole (élevage avec déplacements intramonta- gnards ou transhumance vers la plaine), industriel (artisanat d'hiver et électro-industrie), touristique (sports d'hiver) (1).

Pour qu'une chaîne de montagnes se soulève, il faut une force capable d'agir sur l'écorce terrestre. C'est à ce phénomène qu'on donne le nom de tec- tonique profonde ou orogenèse (du grec oros, mon- tagne). Le mouvement ainsi déclenché a pour consé- quence la mise en place des montagnes, que nous appellerons tectonique superficielle ou mieux tecto- genèse (du grec tektonikos, relatif à la charpente). En première approximation l'orogenèse est la dyna- mique des mouvements alors que la tectogenèse en est la cinématique (2).

Dès que la montagne s'élève, l'érosion travaille

(1) Nous n'envisageons dans ce volume que les aspects géolo- giques et morphologiques des montagnes, qui conditionnent tous les autres. En se reportant par exemple à d'excellentes monogra- phies : Les Alpes de P. VEYRET (« Que sais-je ? », n° 1463) ou Les Pyrénées de G. VIERS (« Que sais-je ? », n° 995), le lecteur pourra remarquer que, malgré une volonté évidente de description globale du milieu, les auteurs ont été amenés à présenter en chapitres séparés les différents aspects de leurs montagnes, en commençant évidemment par l'analyse géologique et morphologique. (2) Pour certains géologues les mots orogenèse et tectogenèse désignent parfois les mêmes phénomènes et il n'en existe pas une définition rigoureuse. Le sens que nous adoptons distingue bien deux ordres de faits, surrection et mise en place, dont l'un est la conséquence de l'autre, mais dont les causes peuvent être différentes.

en sens inverse de l'orogenèse. Quand les forces orogéniques cessent d'agir, l'érosion continue et, au bout d'un temps plus ou moins long, l'édifice démantelé, nivelé, n'est plus une montagne au sens géographique du terme. Il n'y a plus d'altitude élevée, ni de dénivellation ou de pente importante. Mais le sous-sol garde les traces ineffaçables des bouleversements de l'écorce, et les géologues peuvent reconstituer en partie l'architecture des chaînes arasées ; on les considère comme des « montagnes » au sens géologique du terme. Ainsi parle-t-on de « chaîne hercynienne » là où se déroulent aujour- d'hui les molles ondulations d'une pénéplaine de basse altitude. En somme, toutes les régions du globe qui ont été soulevées ou plissées, qui le sont encore, ou qui sont appelées à l'être — autant qu'il soit possible d'en juger — entrent dans le cadre de notre sujet.

CHAPITRE PREMIER

LA SURRECTION DES MONTAGNES OU OROGENÈSE

I. — Les données du problème Le géographe qui décrit les chaînes de montagnes

et le géologue qui en dessine la coupe et précise leur âge ne peuvent, avec ces seules données, tenter d'expliquer leur genèse. Ils font appel au géophysi- cien qui ausculte la planète et à l'astronome qui interroge d'autres astres. Le concours de l'ingénieur qui calcule les efforts mis en jeu leur est aussi pré- cieux. Chacun dans son domaine, consultons ces spécialistes :

1. Les données de la géophysique et des forages océaniques. — Nous avons déjà esquissé par ailleurs la structure de la Terre (1) et nous nous attacherons ici aux problèmes qui intéressent l'écorce et le manteau du globe, car le noyau ne semble pas inter- venir dans l'orogenèse.

A) L'état thermique de l'écorce. — La température du sol donne des indications sur l'état thermique de l'écorce et les échanges de chaleur dont elle est le siège. A partir d'une certaine profondeur, variable suivant la latitude (de l'ordre de 20 m en climat tempéré), appelée surface neutre, la température s'accroît avec la profondeur. Si cette variation (1) Les roches éruptives, coll. « Que sais-je ? », n° 542.

s'effectue toujours dans le même sens, elle est loin d'être régulière. L'accroissement est en général de 1° pour un enfoncement de 30 à 35 m et on exprime ce résultat en disant que le degré ou gradient géo- thermique est de 33 m. Mais il peut s'élever à 50 ou 60 m dans les régions granitiques et les gîtes métal- lifères ou descendre à 20 m et même 10 m dans cer- taines régions pétrolifères, comme à Péchelbronn.

Au contraire le gradient est nul dans les océans où la température demeure voisine de 0 °C. Ainsi à 5 000 m de profondeur la température de l'écorce est supérieure de 150 °C à celle du fond d'une fosse océanique voisine, et ce déséquilibre peut être un facteur d'orogenèse. Quoi qu'il en soit, le degré géothermique signifie qu'il existe une source de chaleur profonde et permanente sous l'écorce ter- restre, ce que le volcanisme et les sources thermales permettent d'affirmer déjà dans certaines zones plus localisées.

En tenant compte de ce gradient et de la conduc- tibilité des matériaux de l'écorce on a calculé que le flux de chaleur qui se dégage de la Terre est de l'ordre de 1 μcal/cm Il est 2 à 3 fois plus élevé au voisinage des dorsales océaniques. Cette perte de chaleur, considérable pour l'ensemble de la surface terrestre (plus de 100 milliards de calories par seconde), est relativement faible et correspondrait à un refroidissement de 20 °C en un milliard d'années.

En réalité la température externe du globe dépend beaucoup plus de la chaleur solaire que de la chaleur interne. En effet, le Soleil fournit à la Terre en moyenne 2 c a l / c m soit vingt mille fois plus que le flux interne ! C'est pourquoi la profondeur de la surface neutre est fonction du climat. Un thermo- mètre placé par Cassini au début du XVIII siècle, dans les caves de l'Observatoire de Paris, à 28 m

de profondeur marque toujours une température voisine de 12 °C. Si cette température n'est pas rigoureusement constante, ses variations demeurent faibles et peuvent s'expliquer par des modifications climatiques.

Les sources de la chaleur terrestre sont multi- ples : chaleur centrale emprisonnée lors de la forma- tion de l'écorce comme dans une coulée de lave sous la couche de scorie consolidée, réactions chimiques exothermiques comme celles qui accompagnent le métamorphisme, ou désintégration d'éléments radio- actifs. En résumé, retenons simplement que la Terre perd de la chaleur, ce qui n'implique pas qu'elle se refroidisse, car les réactions chimiques et la radioactivité peuvent compenser cette déper- dition ; que la température à la surface de la Terre dépend surtout du Soleil et de l'atmosphère et qu'il ne semble pas qu'elle ait beaucoup varié dans son ensemble depuis la consolidation de l'écorce ; enfin que la température augmente vers la profondeur sans qu'on puisse préciser quel maximum elle atteint ce dernier étant probablement compris entre la température du Soleil (6 000 °C) et celle de fusion des laves émises par les volcans, soit 2 000 °C.

B) Les données du volcanisme. — Les relations entre le volcanisme et l'orogenèse peuvent être envi- sagées sous plusieurs angles. Les éruptions volca- niques sont souvent génératrices de reliefs et même si l'éruption n'arrive pas jusqu'à l'air libre, elle peut provoquer le soulèvement localisé des terrains en place (p. 24).

D'autre part certaines manifestations volcaniques, tels les vastes épanchements basaltiques de l'Islande, du Spitzberg, du Dekkan, de Sibérie, du Brésil et à l'heure actuelle des îles Hawaï se situent dans des

régions de calme orogénique. Par contre les volcans répartis tout autour de l'océan Pacifique sont appa- rus dans des zones instables de l'écorce et certains d'entre eux sont liés à une orogenèse actuelle. De nature andésitique, les laves émises sont moins basiques que les laves basaltiques produites par le volcanisme fissural.

Il ne semble pas que les mouvements tectoniques de l'ère tertiaire aient été accompagnés d'une telle activité volcanique, Caucase et Mexique mis à part. Dans les Alpes on observe des laves basiques, présentant parfois une structure en oreiller (pillow-lavas) qui caractérise les éruptions sous-marines. Elles sont souvent altérées et métamorphisées : ce sont les roches vertes ou ophiolites. Leur association aux schistes lustrés fait donner à ces éruptions le nom de volcanisme géosynclinal (1). En dehors de la chaîne des Alpes, les volcans de l'Eifel et ceux du Massif central d'âge miocène, pliocène et quaternaire sont probablement des conséquences des mouvements alpins.

A l'ère primaire aussi, la formation des montagnes a été accompagnée ou suivie d'éruptions volcaniques. Si les appareils sont démantelés en général, la position des cheminées, des filons et des couches permet de préciser, en Bretagne par exemple, la ligne des pressions maximum car elle est parallèle aux fissures. Les éruptions post-hercyniennes de Bretagne, du Morvan, de l'Esterel ont produit des laves plus acides, rhyo- litiques, ce qui est assez exceptionnel dans la nature actuelle.

De cette rapide revue on peut conclure que le vol- canisme n'est pas toujours lié à l'orogenèse et que les manifestations volcaniques qui précèdent, ac- compagnent ou suivent la formation des montagnes semblent présenter des caractères différents suivant le lieu et le moment.

C) Les données de la séismologie. — Les tremble- ments de terre accompagnent l'orogenèse d'une ma- nière plus générale que les volcans et avec des caractères plus constants. On ne se contente plus aujourd'hui des récits de témoins ; des appareils

(1) Voir p. 45, la définition et les caractères des géosynclinaux.

1975. — Imprimerie des Presses Universitaires de France. — Vendôme (France) ÉDIT. N° 33 417 IMPRIMÉ EN FRANCE IMP. N° 24 454

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