géologie

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Présentation

géologie, science traitant de l’origine de la Terre, de son histoire, de sa forme, des matériaux qui la composent et des processus qui influent ou qui ont influé sur elle.

La géologie s’intéresse aux roches et aux matériaux dérivés qui composent les couches externes du globe terrestre. Afin de comprendre la genèse de ces matériaux, les géologues recourent aux connaissances d’autres domaines scientifiques, comme la physique, la chimie et la biologie. Ainsi, des secteurs aujourd’hui très importants de la géologie, comme la géochimie, la géophysique, la géochronologie (emploi des méthodes de datation) ou encore la paléontologie, peuvent-ils maintenant être considérés comme des disciplines à part entière, qui donnent aux géologues la possibilité de mieux appréhender le fonctionnement de la planète Terre à travers le temps.

Si chacune des sciences de la Terre suit sa propre démarche, toutes sont étroitement liées à la géologie. Ainsi, l’étude des eaux de la Terre, dans leur relation avec les processus géologiques (hydrogéologie), fait appel aux connaissances de l’hydrologie et de l’océanographie ; de la même façon que la mesure et l’établissement des cartes de la surface de la Terre utilisent les acquis de la cartographie et de la géodésie. L’étude des corps célestes, et notamment de la Lune, de Mars et de Vénus, fournit également des indices sur les origines de la Terre. Limitées à l’origine aux observations télescopiques à partir de la Terre, ces investigations ont connu un essor formidable avec le développement de la recherche spatiale à partir des années 1960.

La géologie ne se cantonne pas à l’étude des formes du relief terrestre (géomorphologie) et autres caractéristiques de la surface de la Terre ; elle considère également la structure interne de la planète. Les connaissances qu’elle en dégage sont bien sûr d’un intérêt scientifique primordial ; mais ce savoir sert aussi directement l’homme. Ainsi, la géologie appliquée a-t-elle pour fonctions essentielles la prospection de minéraux utiles, la localisation des structures géologiques susceptibles de servir de soubassement aux bâtiments et ouvrages divers et la prévision des risques naturels associés aux forces géodynamiques décrites ci-dessous.

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Histoire de la pensée géologique

2.1

Approches mythologiques

Dans les civilisations anciennes, nombreuses sont les croyances qui considèrent les structures et les processus géologiques comme l’œuvre des dieux et des déesses. L’environnement naturel semble dangereux et mystérieux ; il est appréhendé avec crainte et étonnement. C’est ainsi le cas des Sumériens et des Babyloniens qui, à l’origine de découvertes remarquables en mathématiques et en astronomie, ont cherché dans le monde de la mythologie l’explication des phénomènes naturels. Ailleurs, les légendes irlandaises, par exemple, suggèrent que des êtres fabuleux sont à l’origine de certains phénomènes naturels comme l’ensemble de colonnes basaltiques connu sous le nom de Chaussée des Géants, le long de la côte nord-est de l’Irlande. Ce type de croyances était aussi très répandu dans les civilisations du Nouveau Monde ; par exemple, selon les tribus amérindiennes du Wyoming (Amérique du Nord), les sillons qui entaillent les flancs de la Tour du Diable (Devil’s Tower), colossal monolithe volcanique du Wyoming, seraient les traces des griffes d’un ours géant.

De la même manière, dans la Grèce et la Rome Antique, de nombreux dieux sont identifiés aux processus géologiques. Aussi les éruptions de l’Etna (Sicile), par exemple, sont-elles attribuées au dieu romain Vulcain, dieu du Feu qui officie dans des forges sous le volcan.

2.2

Premières explications scientifiques

Le philosophe grec Thalès de Milet, au vi^e siècle av. J.-C., est le premier à s’affranchir de la forme de pensée mythologique et symbolique. Il considère les mécanismes géologiques comme des événements naturels et ordonnés, susceptibles d’être étudiés à la lumière de la raison, et non pas comme des interventions surnaturelles. Le philosophe grec Démocrite fait progresser cette philosophie naturaliste en affirmant que toute matière est composée d’atomes. À partir de cette théorie atomiste, il propose des explications rationnelles de toutes sortes de phénomènes géologiques : tremblements de terre, éruptions volcaniques, cycle hydrologique, érosion et sédimentation. Ses enseignements sont exposés par le poète latin Lucrèce dans son épopée en six livres De natura rerum (« De la nature »). Aristote, le philosophe de la nature le plus influent des temps anciens, comprend, au iv^e siècle av. J.-C., que les coquilles enfouies dans les couches sédimentaires sont similaires aux coquillages trouvés le long des plages. À partir de cette observation, il en déduit que les positions relatives des continents et des mers ont dû fluctuer dans le passé, et il comprend également que de tels changements nécessitent de longues périodes de temps. Théophraste, élève d’Aristote, contribue à la pensée géologique en écrivant le premier ouvrage de minéralogie, Des pierres. Durant tout le Moyen Âge, toutes les recherches dans ce domaine se réfèrent à Théophraste.

2.3

La Renaissance

La Renaissance marque une nouvelle étape dans les sciences de la Terre. Les savants commencent à observer les processus géologiques comme le faisaient les Grecs anciens. Léonard de Vinci, peintre et ingénieur, peut être également considéré comme un pionnier des sciences naturelles. Il comprend, par exemple, que les paysages sont sculptés par l’érosion et que les coquillages fossilisés dans les calcaires de l’Apennin sont les restes d’organismes marins qui ont vécu au fond d’une mer qui a jadis dû recouvrir l’Italie.

Après Léonard de Vinci, le savant français Bernard Palissy écrit plusieurs traités sur la nature et l’étude scientifique des sols, des eaux souterraines et des fossiles. Cependant, les œuvres les plus importantes de cette époque sont celles d’Agricola, savant allemand considéré comme le fondateur de la minéralogie, qui publie en 1546 De Natura Fossilium, (« Sur la nature des fossiles ») et en 1556 De Re Metallica, (« De la métallurgie »). Agricola fait le point sur les connaissances les plus récentes en matière de géologie, de minéralogie, d’exploitation minière et de métallurgie. Ses œuvres ont été traduites dans de nombreuses langues.