CHRONIQUE ET CORRESPONDANCE 





§4. — Géologie 



La résistance <i<; La croûte terrestre. — La 



question de la façon don) 1rs poids des continents el des 

 montagnes sont supportés a attire depuis longtemps 

 L'attention des géophysiciens et des géologues. On a sup 

 posé d'abord que ces masses sont simplement des excrois- 

 sances de la croûte, la densité étant pratiquement uni- 

 forme d'un point à l'autre de la surface. Dans ce cas, les 

 variations dans la pression normale sur une enveloppe 

 Bphérique juste au-dessous de la surface doivent nécessai- 

 rement causer une déformation élastique et des tensions 

 tangentielles à l'intérieur de la croûte. Les différences 

 de tension qui en résultent seraient alors capables de 

 produire des fractures, à moins que la résistance des 

 roches ne dépasse une valeur définie. Les conséquences 

 mécaniques de cette hypothèse ont été traitées mathé- 

 matiquement par Sir G. 11. Darwin 1 , dont les calculs 

 l'ont conduit à postuler une résistance considérable île 

 la croûte terrestre jusqu'à une très grande profondeur. 



Mais cette conclusion s'est trouvée considérablement 

 modifiée par la découverte suivante : on a reconnu, en 

 déterminant expérimentalement la valeur de la pesan- 

 teur au sommet d'une montagne, que le résultat con- 

 corde beaucoup mieux avec la valeur théorique obtenue 

 in négligeant l'attraction de la montagne' elle-même 

 qu'avec la valeur corrigée de celle attraction. L'attrac- 

 tion de la montagne doit donc être contrebalancée par 

 un défaut d'attraction de la matière située au-dessous. 

 La matière sur laquelle repose une montagne scrail donc 

 de densité plus faible qu'ailleurs, de telle sorte que le 

 total des inégalités ne produit aucun elTel appréciable 

 sur la force gravitationnelle à l'extérieur de la Terre. 

 C'est l'hypothèse connue sous le nom i'isostasie ; la cou- 

 che dans laquelle ces variations de densité se produi- 

 sent est appelée couche de compensation. Les recherches 

 détaillées de llayford sur les déviations du lil à plomb 

 aux Etats-Unis, en supposant que le déficit est uniforme 

 jusqu'à une profondeur constante, et nul au-dessous, 

 ont montré que go o/o environ des inégalités sont com- 

 pensées de celte manière, la profondeur de la couche de 

 compensation étant de 122 kilomètres. 



Deux questions se posent alors : 1° Comment l'ajuste- 

 ment isostatique se produit-il? 2" Quelle est la signifi- 

 cation des écarts de la compensation complète dont on 

 observe l'existence? Depuis deux ans, le Professeur 

 : Joseph Barrell a publié sur ces questions une série de 

 mémoires importants-, dont il nous parait intéressant 

 de donner ici un aperçu 3 . 



En supposant que la Terre a eu à l'origine une sy- 

 métrie spliérique, un exhaussement ou une dépression 

 locale n'aurait aucun ell'et sur l'état isostatique. Pour le 

 détruire, un transport horizontal de matière par dénu- 

 dalion ou déplacement souterrain est nécessaire. Le pro- 

 blème consiste donc à trouver l'espèce d'ajustement né- 

 cessaire pour tenir compte de ces agents perturbateurs. 

 On a toujours compris I'isostasie comme le fait qu'à une 

 certaine profondeur au-dessous de la surface les maté- 

 riaux sont suffisamment plastiques pour subir une dé- 

 formation permanente d'une certaine sorte quand ils 

 sont exposés à un effort tranchant considérable agissant 

 pendant longtemps. De cette manière, toute la matière 

 à cette profondeur peut être considérée comme s'ajus- 

 tant continuellement elle-même à un état dans lequel il 

 n'y a pas d'effort tranchant, c'est-à-dire à un état hydros- 

 tatique. Les couches supérieures peuvent donc être re- 

 gardées comme llottant simplement sur ce quasi-fluide. 

 L'isostasie approximative résulte immédiatement des 

 principes hydrostatiques. En adoptant l'hypothèse que 

 les couches situées juste au-dessous de la couche de 



1. Scientifîc PuDers, t. Il, p. 459. 



2. Journal of Geology, t. XXII, pp. 28, 145, 209, 289, 441, 

 855, 729 (1914); t." XXIII. pp. 27, 425, 499 (1915). 



-î. l>'après' le résumé qu'en r donné M. II. Jeffreys dans 

 The Obicrvatory, t. XXXIX, n- 499, p. 165; avril 1916. 



compensation sont dans un tel état, Love 1 a formulé 

 une théorie mathématique de L'iso tasie qui diffère de 

 celle de Llayford en ce que la compensation en densité 



n'est pas uniforme avec la profondeur, Son ain 



prouve que la plasticité', si elle existe, peut expliquer 

 une quantité considérable d'isostasie. M. Barrell montre, 

 dans ses premiers mémoires, que, tandis que les conti 

 nents et les bassins océaniques présentent un haut degré 

 d'isostasie, de petites aires (de 3oo kilomètres d'étendue 

 par exemple) peuvent s'en écarter considérablement. La 

 méthode de love s'applique très bien aux parties 

 complètement compensées des inégalités, et celle de 



Darwin aux résidus non compensés. 



Même dans la théorie de I'isostasie complète, des 



efforts tangentieis existent à travers la zone de com- 

 pensation. Sa capacité de tes supporter indique que 



celle zone doit cire de nature roeliense. M. Barrell l'ap- 

 pelle donc lithosphère, quoiqu'elle puisse renfermer des 



portions fondues locales. D'autre part, la théorie de 



i'isostasie requiert L'existence, au-dessous de la litho- 

 sphère, d'une couche capable de céder à un effort tran- 

 chant relativement faible, mais continué pendant Long- 

 temps ; cette couche est appelée astkénotphère,OV sphère 

 de faiblesse. Au-dessous d'elle, enlin, M. Barrell place 

 la centrosphère, possédant le pouvoir de résister sans 

 rompre à des efforts considérables et prolongés. Par 

 hypothèse, il n'y a donc que peu OU pas d'effort tran- 

 chant sur la centrosphère; niais il est impossible d'en 

 fournir la preuve. Sa rigidité pour de faibles efforts esl 

 reconnue, il est vrai, comme élevée; mais nos connais- 

 sances sur la façon dont se comporte la matière aux 

 hautes températures et pressions est à peine suffisante 

 pour nous permettre de déduire qu'elle est parfaitement 

 élastique. L'existence d'une nutation eulérienne semble 

 indiquer un certain degré de perfection, mais l'effort est 

 très faible et ne dure qu'un temps très court en compa- 

 raison d'une période géologique. Mais ces constatations 

 n'affectent pas les raisonnements suivants, qui concer- 

 nent uniquement la lithosphère et l'asténosphère. 



M. Barrell n'admet pas que l'asthénosphère soit une 

 zone fluide sans aucune résistance. La théorie des 

 marées océaniques a montré qu'une telle zone ne peut 

 exister. D'autre part, quoique les différences de tension 

 dues aux inégalités non compensées atteignent un 

 maximum d'environ 2.5oo kilogs par pouce carré dans 

 la lithosphère, elles doivent nécessairement transmet- 

 tre quelque tension à l'asthénosphère, s'élevant, à une 

 profondeur de /)0o kilomètres, à 1/6 du maximum à 

 l'intérieur de la lithosphère. En considérant ces inéga- 

 lités, il est donc possible d'estimer la résistance de 

 l'asthénosphère à diverses profondeurs, résistance regar- 

 dée d'ailleurs comme une limite inférieure. L'auteur 

 estime que la partie la plus faible de l'asthénosphère 

 possède une résistance égale à i/a5 de celle des roches 

 superficielles, tandis que le travail d'Adam et King indi- 

 que qu'à une profondeur de 17,7 kilomètres la litho- 

 sphère a une résistance de 5o.ooo kilogs par pouce 

 carré — environ 7 fois la résistance des roches super- 

 ficielles. 



M. Barrell discute les différents moyens par lesquels 

 l'état semi-hydrostatique peut être atteint. Le plus pro- 

 bable est l'intervention d'une fusion locale progressive 

 sous tension. Les petites portions de liquide prennent 

 automatiquement la forme hydrostatique; les efforts 

 tranchants disparaissent alors et le liquide peut se soli- 

 difier de nouveau à l'état cristallin non soumis à une 

 tension. Ce processus conduit finalement à une condi- 

 tion dans laquelle les efforts sont diminués au-dessous 

 de la limite nécessaire pour produire une fusion locale. 

 L'ajustement est nécessairement lent, ce qui peut expli- 

 quer pourquoi la compensation sous les inégalités très 

 étendues, quoique presque complète, n'est pas parfaite. 

 D'autre part, il ne semble pas qu'il y ait aucune raison 

 de croire que l'asthénosphère soit sutlisamment tendre 



1. Geodynamics, chap. II et III. 



