• <b>Géologie</b><br>Examen des carottes recueillies dans le forage de Piora, près de Polmengo, octobre 1997  © KEYSTONE / Karl Mathis. Trois kilomètres d'échantillons de roches sont entreposés dans la centrale téléphonique désaffectée de Faido. Leur analyse doit déterminer si la cuvette de Piora interfère avec le tracé du tunnel ferroviaire de base du Gothard, projeté dans le cadre des nouvelles transversales alpines.

Géologie

La géologie a pour objet l'étude de la formation et de la structure de la croûte terrestre. Contrairement à la paléontologie, qui s'intéresse à l'histoire de la vie sur terre (fossiles), elle étudie les modifications physiques et chimiques affectant la surface terrestre et les fluctuations thermiques et mécaniques de l'enveloppe rocheuse (Géographie). D'autres sciences lui sont étroitement apparentées: volcanologie, glaciologie, minéralogie, pétrographie, géomorphologie et géophysique.

Auteur(e): Rudolf Trümpy / LA

1 - L'évolution jusqu'au XVIIIe siècle

Dès l'Antiquité, les philosophes se sont intéressés à la genèse de la terre. Ce n'est cependant qu'à partir du XVIe s. que la géologie a commencé à se constituer lentement en discipline scientifique. Jusqu'au XVIIIe s., la question primordiale était celle de l'origine des fossiles: étaient-ils apparus à l'intérieur de la roche au terme d'un processus impossible à reconstituer (vis lapidifica) ou étaient-ils les restes d'êtres vivants marins ou terrestres? La seconde interprétation, dans les pays protestants surtout, fut d'abord associée à l'idée que les animaux et les plantes avaient succombé au Déluge, opinion soutenue notamment par Johann Jakob Scheuchzer. Vers la fin du XVIIIe s., une controverse opposa les "neptunistes" regroupés autour d'Abraham Gottlob Werner aux "plutonistes" de James Hutton. Les premiers attribuaient à des sédiments de la mer primitive la formation de toutes les roches, les seconds affirmaient que les granites et les basaltes avaient une origine volcanique. Les savants des régions constituant la Suisse actuelle furent peu impliqués dans le débat, à l'exception du naturaliste genevois Jean-André Deluc (1727-1817), qui chercha à concilier une variante du système de Werner avec le récit biblique de la Création, et d'Horace Bénédict de Saussure, dont les travaux sur les Alpes rencontrèrent un vif intérêt. En Suisse orientale, Hans Conrad Escher de la Linth joua un rôle semblable, quoique plus modeste. En 1808, Johann Gottfried Ebel risqua un premier essai de présentation synthétique de la géologie des Alpes.

Auteur(e): Rudolf Trümpy / LA

2 - Les XIXe et XXe siècles

Ce n'est qu'à partir des années 1830 qu'apparut une géologie spécifiquement suisse, marquée par l'exploration des Alpes, qui furent longtemps le grand massif montagneux le mieux étudié. D'éminents chercheurs comme Bernhard Studer et Arnold Escher firent des découvertes essentielles. Dès 1875 environ, la discipline fut dominée par la personnalité d'Albert Heim, dont les observations sur les déformations des roches sont toujours valables. Les travaux de nombreux stratigraphes (Léon Paul Choffat, Amanz Gressly, Oswald Heer, Auguste Jaccard, Carl Mayer-Eymar, Casimir Mösch et Eugène Renevier) permirent de déterminer en bonne partie la succession et l'âge relatif des roches sédimentaires du Jura, du Moyen Pays et des bordures nord et sud des Alpes. Si la structure tectonique du Jura fut très tôt reconnue (notamment par Jules Thurmann), celle des Alpes restait mal expliquée. Dans la seconde moitié du XIXe s., les plissements étaient le plus souvent attribués à la contraction thermique de l'intérieur de la terre sous une écorce froide et donc relativement rigide.

La géologie fut peu à peu institutionnalisée en Suisse au XIXe s. Des chaires apparurent très tôt dans les académies: en 1802 à Genève (mais Saussure y avait déjà donné des cours), en 1814 à Lausanne, en 1830 à Berne, en 1834 à l'université de Zurich, en 1838 à Neuchâtel, en 1856 à l'Ecole polytechnique fédérale, en 1865 à Bâle. La plupart des instituts universitaires furent fondés dans les dix dernières années du XIXe s. Leurs étudiants, peu nombreux, devenaient parfois maîtres au gymnase. En 1860 fut créée la Commission géologique suisse, organe de la Société helvétique des sciences naturelles, qui édita la carte géologique de la Suisse au 1 : 100 000 (1864-1887) et les cartes spéciales au 1: 25 000 et 1: 50 000, puis dès 1930 les feuilles de l'Atlas géologique de la Suisse au 1: 25 000. La géologie suisse avait pour particularité de ne posséder aucun service au niveau national, et les cartes furent réalisées par des membres des universités, des maîtres d'école secondaire et des géologues indépendants. Ce n'est qu'en 1986 que fut créé un Office fédéral des eaux et de la géologie, modestement doté. Première société spécialisée apparue au sein de la Société helvétique des sciences naturelles, la Société géologique suisse, fondée en 1882, publie un périodique bientôt remarqué, les Eclogae geologicae Helvetiae. En 1924 vint s'ajouter la Société suisse de minéralogie et de pétrographie, puis en 1934 l'Association suisse des géologues et ingénieurs du pétrole.

L'histoire de la géologie en Suisse connut une impulsion décisive lorsqu'on reconnut que les Alpes étaient constituées d'un empilement de nappes rocheuses plus ou moins épaisses. Albert Escher l'avait pressenti dès 1841, au terme de ses recherches dans les Alpes glaronaises, mais n'avait pas osé tirer les conséquences de ses observations. Ce n'est qu'en 1884, après la parution des travaux du Français Marcel Bertrand que s'établit la théorie des nappes, à laquelle les études de Hans Schardt sur les Préalpes de Suisse romande (en 1893 principalement) apportèrent une confirmation définitive. Maurice Lugeon et le Français Pierre Termier l'appliquèrent aux Alpes centrales et orientales et aux Carpates. Vers 1902, presque tous les géologues alpins étaient acquis à la nouvelle théorie. Impliquant des rétrécissements de la croûte terrestre de l'ordre de centaines de kilomètres, la structure à charriages ainsi mise en évidence pour les Alpes fut aussi l'une des raisons de l'abandon de l'hypothèse de la contraction du globe.

La théorie des nappes permit enfin de comprendre la structure et l'évolution des Alpes. Chercheur éminent, Emile Argand créa les bases de la méthode géométrique et cinématique et arriva à la conclusion que les blocs continentaux avaient dû se déplacer latéralement sur des centaines de kilomètres (dans le cas des Alpes, l'Afrique en direction de l'Europe), comme l'avait supposé le géophysicien allemand Alfred Wegener avec sa théorie de la dérive des continents. Les principaux géologues dans le sillage d'Argand furent Paul Arbenz, Léon-William Collet et Rudolf Staub. Quelque peu en marge de la géologie "officielle", Eugène Wegmann fit le lien entre les chercheurs de Scandinavie et d'Europe centrale, tandis qu'Arnold Heim accomplissait un travail de pionnier dans la compréhension des sédiments alpins. La pétrographie suivit une évolution parallèle (notamment avec Ulrich Grubenmann et Paul Niggli), en concentrant son attention sur le métamorphisme des roches alpines. August Buxtorf proposa quant à lui une explication plausible pour la naissance du Jura plissé. Le percement de divers tunnels, à travers le Hauenstein, le Grenchenberg ou le Simplon, permit d'apporter des compléments substantiels aux observations de surface. De 1905 à 1940, les Alpes furent considérées comme le modèle de grand massif montagneux, et les géologues suisses jouissaient d'une excellente réputation qu'ils devaient à une formation accordant une grande importance aux travaux de terrain. Les diplômés trouvaient facilement un emploi dans les sociétés minières ou pétrolières internationales et ils prirent une part notable à la prospection pétrolière. La plupart des universités avaient désormais des instituts distincts pour la géologie (associés parfois avec la paléontologie) et pour la minéralogie et pétrographie.

<b>Géologie</b><br>Examen des carottes recueillies dans le forage de Piora, près de Polmengo, octobre 1997  © KEYSTONE / Karl Mathis.<BR/>Trois kilomètres d'échantillons de roches sont entreposés dans la centrale téléphonique désaffectée de Faido. Leur analyse doit déterminer si la cuvette de Piora interfère avec le tracé du tunnel ferroviaire de base du Gothard, projeté dans le cadre des nouvelles transversales alpines.<BR/>
Examen des carottes recueillies dans le forage de Piora, près de Polmengo, octobre 1997 © KEYSTONE / Karl Mathis.
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La fin de la Deuxième Guerre mondiale marqua un tournant pour la géologie suisse, qui prit progressivement une orientation internationale. Les professeurs venus de l'étranger furent de plus en plus nombreux, tandis que la recherche s'ouvrait à des régions extra-européennes comme l'Himalaya ou le Groenland, ainsi qu'aux océans (participation aux campagnes de forages en haute mer). Dans les années 1960 apparut la théorie globale de la tectonique des plaques, qui confirma les notions mobilistes d'Argand et d'autres tout en offrant la possibilité de comprendre la naissance des Alpes dans un contexte général. A l'équipement traditionnel du géologue - marteau, boussole et microscope optique - s'ajoutèrent des outils modernes et coûteux, surtout pour la pétrographie, à laquelle la géochronologie, par la détermination de l'âge absolu des minéraux et des roches, ouvrit de nouvelles perspectives. La connaissance de la répartition des isotopes stables permit de reconstituer la température et la salinité des anciennes mers (Climatologie). Enfin la géophysique connut un essor particulièrement important quoique tardif en comparaison d'autres pays.

Les années 1960 ont vu la création de nouvelles chaires et de nombreux postes pour des jeunes chercheurs. Le profil type du géologue praticien a également changé et les questions liées à l'environnement (eaux, terrains de fondation, dépôts de déchets) ont fini par l'emporter sur la recherche de matières premières. Des entreprises privées, comme le bureau fondé en 1945 par Heinrich Jäckli, jouent un rôle important dans cette activité. Même si les Alpes sont restées un thème de prédilection, il n'est plus guère possible de définir, à partir des années 1970, une tendance uniforme au sein de la discipline. La spécialisation va croissant, soulignant la nécessité des efforts d'intégration des différentes orientations de recherche, sous la forme de programmes internationaux ou du Programme national de recherche 20 sur le soubassement géologique de la Suisse.

Auteur(e): Rudolf Trümpy / LA

Références bibliographiques

Bibliographie
Matériaux pour la carte géologique de la Suisse, 6 vol., 1862-
– B. Studer, Geschichte der Physischen Geographie der Schweiz bis 1815, 1863
– A. Heim, Geologie der Schweiz, 2 vol., 1919-1922
– H. Masson, «Un siècle de géologie des Préalpes», in Eclogae geologicae Helvetiae, 69, 1976, 527-575
– A.V. Carozzi, «La géologie en Suisse des débuts jusqu'à 1882», in Eclogae geologicae Helvetiae, 76, 1983, 1-32
– H. Masson, «La géologie en Suisse de 1882-1932», in Eclogae geologicae Helvetiae, 76, 1983, 47-64
– R. Trümpy, «The Glarus nappes», in Controversies in Modern Geology, éd. D.W. Mueller et al., 1991, 385-404
– S. Franks et al., Aus der Frühzeit der alpinen Geologie, 2000