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Euh, alors voilà, on va parler d'un truc assez fascinant, hein, les débuts de la géologie, quoi. C'est... c'est dingue de se dire comment on en est arrivé à comprendre l'âge de la Terre, et tout ça.
À l'époque, euh, y'avait un type, James Hutton, un Écossais, qui... comment dire... avait une vision vraiment novatrice, quoi. Un visionnaire, carrément. Mais, alors, le truc, c'est que, euh, il avait un mal fou à l'exprimer, hein. Un vrai cauchemar pour lire ses écrits. Genre, il parlait du monde dans lequel on vit, et il disait, euh, "le monde dans lequel nous habitons n'est pas constitué de la matière qui composait la Terre à ses débuts, mais...". Bref, un truc imbitable, quoi!
Mais bon, l'important, c'est qu'il a, en quelque sorte, inventé la géologie, quoi! Il a compris que la Terre, elle se transformait tout le temps, lentement, mais sûrement. Il a vu l'érosion, les rivières qui transportaient la terre... Et il s'est dit, "attends, si ça continue comme ça, tout va finir par être plat!" Donc, il devait y avoir autre chose, genre une force qui soulève les montagnes, qui crée du nouveau relief. Et il avait raison, hein!
Hutton, il était issu d'une famille aisée, donc il avait le temps de se consacrer à ses recherches. Il a étudié la médecine, puis l'agriculture, et finalement, il s'est installé à Édimbourg, qui était un vrai foyer intellectuel à l'époque. Il fréquentait un club, "l'Oyster Club", avec des types comme Adam Smith, David Hume... Bref, du beau monde!
Il s'intéressait à tout, hein, de la minéralogie à la métaphysique. Mais ce qui le passionnait vraiment, c'était de comprendre comment les montagnes s'étaient formées. Parce que, euh, vous voyez, à l'époque, y'avait ce mystère des coquillages qu'on trouvait au sommet des montagnes. Comment c'était possible, ça?
Alors, y'avait deux écoles de pensée, quoi. Les "néptuniens" qui pensaient que tout, y compris les coquillages, s'expliquait par des montées et des descentes du niveau de la mer. Et les "plutoniens" qui pensaient que c'était les volcans et les tremblements de terre qui changeaient la surface de la planète. Les néptuniens, ils disaient que les montagnes avaient toujours existé, et les plutoniens disaient, "d'accord, mais où est passée toute l'eau qui aurait inondé les Alpes?".
Et Hutton, lui, il a eu cette idée que les coquillages, ils n'avaient pas été déposés par un déluge, mais qu'ils avaient été soulevés avec les montagnes. Il pensait que la chaleur interne de la Terre créait de nouvelles roches, de nouveaux continents, et soulevait les montagnes. Une idée super novatrice, quoi. Ça a mis deux siècles avant que les géologues acceptent la théorie des plaques tectoniques.
En fait, Hutton pensait que la formation de la Terre prenait un temps incroyablement long, bien plus long que ce qu'on imaginait à l'époque. Mais bon, il avait vraiment du mal à se faire comprendre, hein. Il a présenté ses idées dans un long article, en 1785, mais ça n'a pas vraiment fait mouche. Son style était tellement... spécial! Du coup, ses amis l'ont encouragé à développer ses théories. Il a passé dix ans à écrire son œuvre majeure, "Théorie de la Terre", qui est sortie en 1795. Un pavé de presque mille pages, et... comment dire... d'une complexité inouïe! La moitié du bouquin était en français, et le quatrième tome n'a jamais été publié. Bref, un chef-d'œuvre illisible, quoi!
Heureusement pour Hutton, il avait un ami, John Playfair, un professeur de maths qui écrivait super bien, et qui avait compris ce que Hutton voulait dire. En 1802, Playfair a publié une version simplifiée des théories de Hutton, "Illustrations de la Théorie de la Terre de Hutton". Et là, ça a commencé à intéresser les gens.
Et puis, il y a eu la création de la Geological Society à Londres, en 1807. Au début, c'était juste un club de bouffe, mais très vite, ils ont eu besoin d'un lieu pour partager leurs découvertes. Et en moins de dix ans, ils étaient 400 membres! La géologie commençait à passionner les gens.
C'est fou de se dire à quel point la géologie a captivé les esprits au 19ème siècle. Les gens se sont mis à "taper dans les cailloux", comme ils disaient. Ils allaient à la campagne, habillés en costume noir et chapeau haut de forme, pour chercher des minéraux. C'était un vrai engouement!
Il y avait des personnalités incroyables qui s'y sont mises. Rodrick Murchison, par exemple, qui avait passé sa vie à chasser le renard, et qui d'un coup, est devenu un géant de la géologie. Ou James Parkinson, qui était un socialiste révolutionnaire, et qui s'est mis à étudier les fossiles, et qui a donné son nom à la maladie de Parkinson!
Et puis, il y a eu Charles Lyell, qui a été encore plus influent que tous les autres géologues réunis. Il est né l'année de la mort de Hutton. Son père, Charles Lyell, était un expert de Dante et des mousses (d'ailleurs, la mousse de Lyell porte son nom!). Charles Lyell, le fils, a été inspiré par son père pour s'intéresser à l'histoire naturelle. Et à l'université, sous l'influence de William Buckland, il a consacré sa vie à la géologie.
Buckland, c'était un personnage excentrique. Il avait un zoo chez lui, et il était connu pour avoir mangé toutes sortes d'animaux. Il aimait bien recevoir ses invités avec du cochon d'Inde au four, du rat en beignet, du hérisson rôti, ou des holothuries. Il trouvait ça délicieux, sauf les taupes de son jardin, qu'il trouvait immondes. Il était aussi un spécialiste des coprolithes, et il avait une table faite entièrement avec des excréments fossilisés!
Un jour, il a réveillé sa femme en pleine nuit en criant: "Je crois que les empreintes de fossiles sont celles d'une tortue!". Ils se sont précipités dans la cuisine en pyjama, et ils ont fait une pâte. La femme de Buckland a fait une pâte, ils l'ont étalée sur la table, et Buckland a pris la tortue de la maison. Ils ont posé la tortue sur la pâte, et l'ont fait marcher. Et là, ils ont vu que les empreintes étaient exactement les mêmes que celles des fossiles! Darwin trouvait Buckland un peu clownesque, mais Lyell le trouvait inspirant. En 1824, ils ont voyagé ensemble en Écosse, et c'est là que Lyell a décidé d'abandonner sa carrière d'avocat pour se consacrer à la géologie.
Lyell était très myope. Il avait toujours l'air de froncer les sourcils. Et quand il réfléchissait, il prenait des positions bizarres sur les meubles. Il pouvait se tenir en équilibre entre deux chaises, ou s'allonger la tête sur le dossier. Un moment donné, il pouvait glisser de la chaise jusqu'à toucher presque le sol avec ses fesses. Son seul emploi, ça a été professeur de géologie au King's College de Londres de 1831 à 1833. C'est à ce moment-là qu'il a écrit "Principes de géologie", en trois volumes.
Son livre, c'était une version plus claire des idées d'Hutton. Il n'avait jamais lu Hutton directement, mais il avait étudié le livre de Playfair.
À cette époque, y'avait une nouvelle controverse, entre les catastrophistes et les uniformitaristes. Les catastrophistes pensaient que la Terre avait été formée par des événements soudains et violents, comme des déluges. C'est pour ça qu'on les associait souvent aux néptuniens. Les uniformitaristes, eux, pensaient que les changements sur Terre étaient graduels, et qu'ils prenaient énormément de temps. C'était l'idée d'Hutton, mais Lyell l'a popularisée. C'est pour ça qu'on le considère comme le père de la géologie moderne.
Lyell pensait que les changements sur Terre étaient constants et lents. Tout ce qui s'était passé dans le passé pouvait s'expliquer par ce qui se passait aujourd'hui. Il détestait les catastrophistes. Les catastrophistes disaient que les extinctions faisaient partie d'un processus où les animaux disparaissaient et étaient remplacés par de nouveaux. Lyell disait que c'était un peu facile d'expliquer l'inconnu de cette façon. "Il n'y a jamais eu une doctrine aussi propice à la paresse et à la réduction de la curiosité", disait-il.
Lyell s'est trompé sur pas mal de choses. Il n'a pas bien compris comment les montagnes se formaient. Il n'a pas vu que les glaciers étaient un facteur de changement. Il n'a pas cru à la théorie des glaciations. Il était persuadé qu'on trouverait des mammifères dans les plus anciennes couches de fossiles. Il refusait l'idée d'extinctions massives, et pensait que tous les groupes d'animaux avaient toujours existé en même temps. Mais il s'est trompé sur tous ces points.
Mais son influence a été immense. "Principes de géologie" a été réédité 12 fois de son vivant. Darwin avait un exemplaire de la première édition à bord du Beagle. Il disait que le livre avait changé sa façon de penser. Il voyait le monde à travers les yeux de Lyell. En gros, il le considérait comme un dieu. Tellement qu'ils ont eu du mal à accepter les nouvelles théories, notamment la théorie de l'impact, qui dit qu'une météorite géante a détruit les dinosaures.
En attendant, les géologues avaient beaucoup de travail de classification à faire. Ils voulaient classer les roches par période de formation, mais ils se sont disputés comme des chiffonniers. C'est ce qu'on appelle "La grande controverse dévonienne". Adam Sedgwick disait qu'une couche de roche était cambrienne, et Rodrick Murchison disait qu'elle était silurienne. Ça a duré des années! Murchison disait que Basche était "un voyou".
Un des géologues, J.S.Ruddick, en a écrit un livre "La grande controverse devonienne", décrivant bien les tenants et les aboutissants de cette controverse. Les titres des chapitres indiquent bien la tension qui régnait entre les savants de cette époque: "Décrypter le grès rouge", "Défendre le grès rouge contre les attaques", "Sédition et réfutation", "Diffuser des rumeurs vénéneuses", "Murchison lance la campagne de Rhénanie". La controverse a finalement été résolue en 1879, en ajoutant une période entre le cambrien et le silurien: l'ordovicien.
Au début de la géologie, les Anglais étaient les plus actifs, donc on retrouve beaucoup de noms anglais dans la terminologie. Le dévonien vient du Devon, en Angleterre. Le cambrien vient du nom romain du Pays de Galles. L'ordovicien et le silurien rappellent des tribus galloises. Plus tard, avec l'essor de la géologie dans d'autres pays, on a vu apparaître des noms du monde entier. Le jurassique vient du Jura, une chaîne de montagnes entre la France et la Suisse. Le permien rappelle la ville de Perm dans l'Oural, en Russie. Et le crétacé (qui vient du latin "craie") a été nommé par un géologue belge, J.J. d'Omalius d'Halloy.
Au départ, l'histoire géologique était divisée en quatre périodes: le primaire, le secondaire, le tertiaire et le quaternaire. Mais c'était trop simple. Les géologues ont vite abandonné le primaire et le secondaire. Le quaternaire est parfois encore utilisé. Aujourd'hui, seul le tertiaire est encore largement utilisé. Lyell, dans "Principes de géologie", a utilisé de nouvelles unités, appelées "époques", pour désigner l'ère après les dinosaures. Il y avait le pléistocène ("le plus récent"), le pliocène ("le plus récent"), le miocène ("modérément récent") et l'oligocène ("un peu récent").
Aujourd'hui, on divise l'histoire géologique en quatre grandes ères: le précambrien, le paléozoïque ("vie ancienne"), le mésozoïque ("vie moyenne") et le cénozoïque ("vie nouvelle"). Ces ères sont divisées en 12 à 20 périodes, qu'on appelle souvent "ères". Il y a des noms connus, comme le crétacé, le jurassique, le trias, le silurien, etc. (Si vous voulez vous souvenir de ces époques, vous pouvez considérer les "ères" comme les quatre saisons, et les "périodes" comme les 12 mois).
Ensuite, il y a ce que Lyell appelait les "époques" - pléistocène, miocène, etc. - ces noms sont seulement utilisés pour les 65 millions d'années les plus récentes. Et enfin, il y a une multitude de classifications plus fines, appelées "âges" ou "stades". La plupart sont nommés d'après des lieux, et sont imprononçables: l'illinoien, le desmoinesien, le croatien, le kimméridgien, etc. Selon John McPhee, il y en a "des centaines". Heureusement, à moins d'étudier la géologie, vous n'entendrez plus jamais ces noms.
Encore plus compliqué, les "âges" ou "stades" nord-américains ne correspondent pas aux européens. L'âge de Cincinnati, par exemple, correspond en grande partie à l'ashgillien européen, avec un peu de caradocien.
Et tout ça, ça change selon les manuels, selon les personnes. Certains experts proposent 7 ères, d'autres se contentent de 4. Dans certains livres, vous verrez que le tertiaire et le quaternaire sont remplacés par des séries appelées paléogène et néogène. Certains divisent aussi le précambrien en deux éons: l'archéen et le protérozoïque. On peut aussi trouver le terme "phanérozoïque", qui englobe le cénozoïque, le mésozoïque et le paléozoïque.
Et tout ça, c'est juste pour les unités de temps. Les unités de roche ont leur propre système, avec des séries, des systèmes et des étapes. Sans parler des notions de "tôt" et "tard" (pour le temps) et de "haut" et "bas" (pour les couches de roches). C'est un vrai bordel pour les non-spécialistes. Mais pour les géologues, c'est une source de passion. "J'ai vu des adultes se disputer jusqu'au rouge pour une fraction de seconde dans l'histoire de la vie", écrivait Richard Fortey à propos du débat sur la limite entre le cambrien et l'ordovicien.
Aujourd'hui, on peut utiliser des techniques avancées pour dater les choses. Mais au 19ème siècle, les géologues devaient se contenter de spéculations. Ils pouvaient classer les roches et les fossiles par ordre d'âge, mais ils n'avaient aucune idée de la durée de ces âges. C'était frustrant. Quand Buckland devinait l'âge d'un squelette d'ichtyosaure, il disait qu'il avait vécu "10000 ou 10000 multiplié par 10000" années auparavant.
En l'absence de méthodes fiables, il y avait toujours des gens prêts à essayer. En 1650, l'archevêque irlandais James Ussher a fait une des premières tentatives. Il a étudié attentivement la Bible et d'autres sources historiques, et a conclu que la Terre avait été créée le 23 octobre 4004 avant J.-C., à midi. Plus tard, les historiens et les auteurs de manuels scolaires ont pris cette date pour une blague.
Au fait, il existe une légende persistante (qu'on retrouve dans beaucoup de livres sérieux) selon laquelle les idées d'Ussher ont dominé le monde scientifique jusqu'au 19ème siècle. Lyell aurait corrigé tout ça. Stephen Jay Gould, dans "La flèche du temps", cite une phrase d'un livre très populaire des années 80: "Avant la publication des livres de Lyell, la plupart des penseurs acceptaient l'idée que la Terre était très jeune". C'est faux. Comme le dit Martin J.S. Rudwick, "aucun géologue d'aucun pays n'aurait osé limiter l'échelle de temps aux interprétations littérales de la Genèse, s'il voulait que son travail soit pris au sérieux par les autres géologues".
Même un homme très religieux comme Buckland pensait qu'il n'était écrit nulle part dans la Bible que Dieu avait créé les cieux et la Terre le premier jour. Il pensait que ce début avait pu durer "des centaines de millions d'années".
Tout le monde était d'accord pour dire que la Terre était très ancienne. La question était: à quel point?
Une des premières idées un peu raisonnables pour déterminer l'âge de la planète a été proposée par Edmond Halley. En 1715, il a suggéré de diviser la quantité totale de sel dans les océans par la quantité ajoutée chaque année. On obtiendrait ainsi le nombre d'années d'existence des océans, et donc une estimation de l'âge de la Terre. C'était une idée séduisante, mais malheureusement, personne ne savait combien de sel il y avait dans les océans, ni quelle quantité était ajoutée chaque année.
La première tentative vraiment scientifique a été faite par le comte de Buffon, dans les années 1770. On savait depuis longtemps que la Terre dégageait beaucoup de chaleur (les mineurs le savaient bien), mais il n'y avait aucun moyen d'estimer le taux de dissipation. Buffon a fait une expérience où il a chauffé des sphères jusqu'à ce qu'elles soient incandescentes, puis il a estimé la perte de chaleur au toucher (probablement en y allant doucement au début). D'après cette expérience, il a estimé l'âge de la Terre entre 75000 et 168000 ans. C'était une grande sous-estimation, mais c'était une idée révolutionnaire. Buffon a réalisé qu'il risquait d'être excommunié s'il publiait ça. Il était pragmatique, donc il s'est empressé de s'excuser pour son hérésie irréfléchie, mais il a continué à répéter ses idées dans ses écrits ultérieurs.
Au milieu du 19ème siècle, la plupart des chercheurs pensaient que la Terre avait au moins quelques millions d'années, voire quelques dizaines de millions, mais probablement pas plus. Donc, quand Darwin a déclaré dans "L'origine des espèces" en 1859 que, selon ses calculs, les processus géologiques qui avaient créé le Weald (une région du sud de l'Angleterre) avaient pris 306 662 400 ans (Darwin aimait les chiffres précis, et dans un ouvrage ultérieur sur les blessures, il a déclaré qu'il y avait 53 767 vers de terre par acre dans les zones rurales anglaises), les gens ont été choqués. C'était une conclusion incroyable, en partie parce qu'il l'avait dit avec une telle précision, mais surtout parce qu'il ne tenait absolument pas compte de l'opinion générale sur l'âge de la Terre. Ça a provoqué une vive controverse, et Darwin a retiré ses propos dans la troisième édition du livre. Mais le problème restait entier.
Darwin et ses amis géologues espéraient que la Terre soit très ancienne, mais personne ne savait comment le prouver.
Le problème a attiré l'attention de Lord Kelvin (qui était certainement quelqu'un d'extraordinaire, mais qui n'a été anobli qu'en 1892, à 68 ans, à la fin de sa vie, mais je vais utiliser ce titre rétroactivement, comme c'est l'usage). Kelvin est un des plus grands hommes du 19ème siècle, et de tous les siècles. Le scientifique allemand Hermann von Helmholtz a écrit que Kelvin était l'homme le plus "intelligent, perspicace et actif" qu'il ait jamais rencontré. "En sa présence, je me sens parfois stupide", a-t-il dit.
C'est compréhensible, car Kelvin était un vrai surhomme de l'époque victorienne. Né à Belfast en 1824, il entre à l'université de Glasgow à 10 ans. À 20 ans, il a déjà étudié à Londres et à Paris, est diplômé de Cambridge (où il a remporté les plus hautes distinctions universitaires en aviron et en mathématiques, et où il a fondé un club de musique), et est élu chercheur au Peterhouse College. Il a publié (en anglais et en français) plus de dix articles sur les mathématiques pures et appliquées. Ses travaux étaient tellement originaux qu'il a dû les publier anonymement, pour ne pas gêner ses aînés. À 22 ans, il est retourné à Glasgow pour devenir professeur de philosophie naturelle. Il a occupé ce poste pendant 53 ans.
Au cours de sa longue carrière (il a vécu jusqu'en 1907, à l'âge de 83 ans), il a écrit 661 articles, obtenu 69 brevets (ce qui l'a rendu très riche), et a excellé dans presque toutes les disciplines de la physique. Il a notamment mis au point une méthode qui a conduit directement à l'invention du réfrigérateur. Il a conçu l'échelle de température absolue, qui porte toujours son nom. Il a inventé le surpresseur qui a rendu possible les transmissions télégraphiques transocéaniques. Et il a apporté d'innombrables améliorations au transport maritime et à la navigation. Ce ne sont là que quelques-unes de ses réalisations pratiques.
Ses travaux sur l'électromagnétisme, la thermodynamique (il a notamment formulé le second principe de la thermodynamique, qui stipule que la chaleur ne peut passer d'un corps froid à un corps chaud sans apport d'énergie) et la théorie ondulatoire de la lumière étaient également révolutionnaires. Il n'avait en fait qu'un seul défaut: il n'a pas réussi à calculer l'âge de la Terre. Le problème l'a occupé pendant une grande partie de sa vie, mais il n'a jamais trouvé le bon chiffre. En 1862, dans un article pour un magazine populaire appelé "Macmillan's Magazine", il a estimé pour la première fois l'âge de la Terre à 98 millions d'années, mais il a prudemment déclaré que ce chiffre pouvait être d'au moins 20 millions d'années, et d'au plus 400 millions. Il a également précisé que ses calculs pouvaient être erronés si "le grand magasin de la création contient des informations que nous ne connaissons pas". Mais il pensait que c'était peu probable.
Avec le temps, les conclusions de Kelvin sont devenues de plus en plus précises, et de plus en plus fausses. Il a sans cesse révisé ses estimations à la baisse. De 400 millions d'années au maximum, il est passé à 100 millions, puis à 50 millions, et enfin à seulement 24 millions en 1897. Kelvin n'a pas fait ses estimations au hasard. Il pensait que la physique ne pouvait pas expliquer comment un corps aussi grand que le soleil pouvait brûler pendant des dizaines de millions d'années sans épuiser son combustible. Il en a donc déduit que le soleil et ses planètes devaient être relativement jeunes.
Le problème, c'est que presque tous les fossiles prouvaient le contraire. Et au 19ème siècle, on a découvert une quantité impressionnante de fossiles.