Theory of the Earth.

Volume 2.

by James Hutton.

PART II.

_FARTHER INDUCTION OF FACTS_ AND _OBSERVATIONS, RESPECTING THE GEOLOGICAL PART_ OF THE _THEORY_.

INTRODUCTION.

By the present theory, the earth on which we dwell is represented as having been formed originally in horizontal strata at the bottom of the ocean; hence it should appear, that the land, in having been raised from the sea, and thus placed upon a higher level, had been of a different shape and condition from that in which we find it at the present time.

This is a proposition now to be considered.

In whatever order and disposition the hard and solid parts of the land were at the time of its emerging from the surface of the sea, no provision would have then been made for conducting the rivers of the earth; therefore, the water from the heavens, moving from the summits of the land to the sh.o.r.es, must have formed for themselves those beds or channels in which the rivers run at present; beds which have successively changed their places over immense extents of plains that have often been both destroyed and formed again; and beds which run between the skirts of hills that have correspondent angles, for no other reason but because the river has hollowed out its way between them.

In this view of things, the form of our land must be considered as having been determined by three different causes, all of which have operated, more or less, in producing the present state of those things which we examine. First, There is a regular stratification of the materials, from whence we know the original structure, shape, and situation of the subject. Secondly, There are the operations of the mineral region, some of which have had regular effects upon the strata, as we find in the veins or contractions of the consolidated ma.s.ses; others have had more irregular effects, but which may still be distinguished by means of our knowing the original state and structure of those ma.s.ses. Lastly, There are operations proper to the _surface_ of this globe, by which the form of the habitable earth may be affected; operations of which we understand both the causes and the effects, and, therefore, of which we may form principles for judging of the past, as well as of the future. Such are the operations of the fun and atmosphere, of the wind and water, of the rivers and the tides.

It is the joint operation and result of those three different causes that are to be perceived in the general appearances of this earth, and not the effects of any one alone; although, in particular places of the earth, the operation peculiar to each of these may be considered by itself, in abstracting those of the others, more or less. Thus there are several views in which the subject is to be examined, in order to find facts with which the result of the theory may be compared, and by which confirmation may be procured to our reasoning, as well as explanation of the phenomena in question.

CHAPTER I.

_Facts in confirmation of the Theory of Elevating Land above the Surface of the Sea._

The first object now to be examined, in confirmation of the theory, is that change of posture and of shape which is so frequently found in mountainous countries, among the strata which had been originally almost plain and horizontal. Here it is also that an opportunity is presented of having sections of those objects, by which the internal construction of the earth is to be known. It is our business to lay before the reader examples of this kind, examples which are clearly described, and which may be examined at pleasure.

No person has had better opportunities of examining the structure of mountains than M. de Saussure, and no body more capable of taking those comprehensive views that are so necessary for the proper execution of such a task. We shall therefore give some examples from this author, who has every where described nature with a fidelity which even inconsistency with his system could not warp. Speaking of the general situation of the beds of the Saleve, (p. 179.)

Dans quelques endroits, et meme presque partout, les couches descendent tout droit du haut de la montagne jusques a son pied: mais au dessus de Collonge le sommet arrondi en dos d'ane presente des couches qui descendent de part et d'autre, au sud-est vers les Alpes, et au nord-ouest vers notre vallee; avec cette difference, que celles qui descendent vers les Alpes parviennent jusques au bas; au lieu que celles qui nous regardent sont coupees a pic, a une grande hauteur.

Ces deux inclinaisons ne sont pas les seules que l'on observe dans le bancs du mont Saleve, ils en ont encore une troisieme; ils sont releves vers le milieu de la longueur de la montagne, et descendent de la vers ses extremites. Cette pente, qui sur le Grand Saleve n'est pas bien sensible, devient tres remarquable au Pet.i.t Saleve, et meme tres rapide a son extremite. Les dernieres couches au nord au dessus d'etrembieres descendent vers le nord-nord-est, sous un angle de 40 au 50 degres.

On verra, dans le cours de cet ouvrage, combien le montagnes calcaires ont frequemment cette forme.

-- 235. Outre ces grandes couches qui const.i.tuent le corps de la montagne, et qui peuvent en general etre mises dans la cla.s.se des couches horizontales, on en trouve d'autres dont l'inclinaison est absolument differente. Elles sont situes au bas de Grande Saleve du cote qui regarde notre vallee; on les voit appliquees contre les tranches inferieures des bancs horizontaux ou tres-inclinees en appui contre la montagne.

Ces couches s'elevent en quelques endroits, par exemple, entre Veiry et Crevin, a peu-pres a la moitie de la hauteur du Grande Saleve. Celles qui touchent immediatement la montagne, sont le plus inclinees; on en voit la de verticales et meme quelque fois de renversees en sens contraire, qui sont soutenues par le plus exterieures. Celle ci font avec l'horizon un angle de 60 a 65 degres. Ces couches sont souvent tres etendues, bien suivies, et continues a de tres-grandes distances. Leur a.s.semblage forme une epaisseur considerable au pied de la montagne.

Elles ont cependant ete rompues, et manquent meme totalement dans quelques places. Cela meme donne la facilite de les bien observer, parce qu'en se postant dans ces intervalles, on peut les prendre en flanc, et voir distinctement leurs tranches, et tout leur structure.

On observe ces couches non-seulement au pied de rocs nuds du Grand Saleve, mais encore dans la partie de sa pente qui est boisee par exemple au dessous de la croisette, le chemin qui de ce hameau descend au village de Collonge, pa.s.se sur les couches inclinees, comme celles que je viens de decrire.

In -- 237, the description is continued.

En suivant le pied de la montagne entre le Coin et Crevin, on voit reparaitre nos couches verticales ou tres inclinees qui vis a vis du Coin, ont ete detruites comme je viens de le dire. Ces couches la ou elles sorte que l'on peut comparer toutes les couches de la montagne a celles d'un jeu de cartes ploye en deux suivant sa longueur.

In considering the chains of the Jura, on the west side of that which looks to the lake, our author has the following interesting observations, p. 275.

Les chaines dont il est compose, a mesure qu'ils s'eloignent de la haute ligne orientale perdent graduellement de leur hauteur et de leur continuite; le plus occidentales ne forment pas, comme la premiere, des chaines de montagnes elevee et non interrompues; ce sont des monticules allonges il est vrai, mais isoles ou qui du moins ne sont unis que par leurs bases.

-- 338. Leur structure n'est pas la meme dans toute l'etendue du Jura.

La forme primitive la plus generale ressemble cependant a celles de la haute chaine; c'est-a-dire, que ce sont de voutes, composees et remplies d'arcs concentriques.

C'est surtout entre Pontarlier et Besancon, que l'on rencontre des collines qui ont regulierement cette structure. La grande route traverse de larges vallees, dans lesquelles les couches sont horizontales; mais ces vallees sont separees par des chaines peu elevees dont le couches arquees montent jusques au haut de la montagne, et descendent ensuite du cote oppose. On en voit aussi de la meme forme dans la Prevote de Moutier Grand Val. La birs traverse des rochers qui offrent a decouvert la construction interieure des montagnes; les couches de roc forment dans cet endroit des voutes elevees l'une sur l'autre en suivant le contour exterieur de la montagne.--_Dict. Geog. de la Suisse, tom._ 2.

_p._ 150.

D'autres fois le sommet de la montagne est plus aigu que n'est celui d'une voute, et les couches paralelles entr'elles, mais inclinees a l'horizon en sens contraire, presentent dans leur section, la form d'un chevron ou d'un lambda [Greek: L].

-- 339. Mais cette meme structure presente frequemment une singularite remarquable. Ce sont des bancs perpendiculaires a l'horizon qui occupent a-peu-pres le milieu ou le coeur de la montagne et qui separent les couches d'une des faces de celles de la face opposee.

J'ai observe plusieurs montagnes secondaires, et du Jura et d'ailleurs, et surtout un grande nombre de montagne primitive, dont la structure est la meme[1].

[Footnote 1: This correspondency in the shape of the primitive and secondary mountains of our author, of which the structure is the same, is an important observation for our theory, which makes the origin of those two different things to be similar; it is inconsistent, however, with the notion of primitive parts, which some philosophers have entertained.]

-- 340. Les couches perpendiculaires a l'horizon, que l'on rencontre frequemment dans le Jura ont presque toutes leurs plans diriges du nord-nord-est au sud-sud-ouest, suivant la direction generale de cette chaine de montagne. Cette observation est d'une a.s.sez grande importance parce qu'elle exclut ou rend du moins improbable l'idee d'un boulevers.e.m.e.nt.

J'ai cru pendant long-temps que toutes les couches devoient avoir ete formees dans une situation horizontale, ou peu inclinee a l'horizon, et que celles que l'on rencontre dans une situation perpendiculaire, ou tres-inclinees, avoient ete mises dans cet etat par quelque revolution; mais a force de rencontrer des couches dans cette situation, de les voir dans de montagnes bien conservees, et qui ne paroissoient point avoir subi de boulevers.e.m.e.nt, et d'observer une grande regularite dans la forme et dans la direction de ces couches; je suis venu a penser que la nature peut bien avoir aussi forme de ces bancs tres-inclines, et meme perpendiculaire a la surface de la terre.

Here the reasoning of our author is sufficiently just; he sees too much order in the effect to ascribe it to a cause merely fortuitous. But surely nothing in those appearances hinders the conclusion, that the strata now found in ail possible positions, had been originally horizontal when at the bottom of the sea, and that they had been afterwards regularly bent and broken, by the same cause which operated in placing them above the level of the ocean. The force of this argument will appear, by considering the various regular and irregular positions in which they are found.

-- 242. Dans quelques endroits du Jura, on voit des especes de demi-cirques formes par des rochers dont le couches sont de portions de la surface d'un meme cone et tendent a un centre commun eleve au dessus de l'horizon.

Ainsi aupres de Pontarlier, etc.

-- 343. Mais il est bien plus frequent de voir des montagnes dont les couches ont la forme d'une demi-voute, et qui vues de profil presentent, comme notre montagne de Saleve, un pente douce d'une cote, et des escarpemens de l'autre.

Plusieurs vallees du Jura sont situees entre deux chaine de montagnes qui ont cette forme, et qui se presentent reciproquement leur faces escarpees. On croit meme apercevoir quelque correspondance, entre les couches de ces montagnes opposees, et l'on diroit qu'elles furent anciennement unies, et que la partie intermediaire a ete detruite, ou que la montagne s'est fendue du haut en bas, et que ses deux moities se sont ecartees pour faire place a la vallee qu'elles renferment.

-- 346. Pour resumer en peu de mots les idees que je me forme de la structure du Jura; je dirai que je crois qu'il est compose de differentes chaines a-peu-pres paralleles entr'elles, et a celles des Alpes, mais tirant un peu plus du nord au midi: que la chaine la plus elevee et la plus voisine des Alpes, a eu originairement la forme d'une dos d'ane dont les pentes partent du faite, recouvrent les flancs, et descendent jusques au pieds de la montagne: que les chaines suivantes du cote de l'ouest, sont composees de montagnes graduellement moins elevees et moins etendues; que les couches de ces montagnes ont generalement la forme de voutes entieres ou de moitie de voutes; et qu'elles viennent mourir dans des plaines, qui ont pour base des bancs calcaires tout a fait horizontaux de la meme nature que ceux du mont Jura, et qui furent peut-etre anciennement continus avec eux.

Our author has here described most accurately, not only the present shape and positions of particular strata, but the general shape and structure of the land him the Saleve and Jura, which are not in the Alps, to the plains of France, where the strata are generally in a more horizontal situation.

Having thus seen the structure of what are commonly termed the secondary mountains, a structure which prevails generally in all parts of the land, at least in all that which is not primitive in the estimation of naturalists, who suppose a different origin to different parts, it will now be thought a most interesting view of nature, to see the same accurate examination of the structure of the earth, from those secondary mountains of Geneva to the center of the Alps, where we find such a variety of mountains of different materials, (whether they shall be called primitive or secondary) and where such opportunity is found for seeing the structure of those mountains. For, if we shall find the same principles, here prevailing in the formation of those supposed primitive mountains as are found over all the earth in general, and as are employed in fashioning or shaping every species of material, it will be allowed us to conclude, that, in this situation of things, we have what is general in the formation of land, notwithstanding imaginary distinctions of certain parts which had been formed one way, and of others which are supposed to be operations of an opposite nature.

This question therefore will be properly decided in our author's journey to the Alps; for, if we shall there find calcareous strata perfectly consolidated, as they should be by the extreme operation of subterranean heat and fusion; if we find materials of every species formed after the manner of stratification; and if all those different strata variously consolidated shall be found in all positions, similar to those which we have now seen in the examination of the Jura and Saleve, with this difference, that the deplacement and contorsion may be more violent in those highly consolidated strata, we shall then generalise an operation by which the present state of things must have been produced; and in those regular appearances, we shall acknowledge the operation of an internal heat, and of an elevating power.

-- 287. Les pentes rapides des bancs dont est forme le mole, les directions variees de ces memes bancs sont aussi conformes a une observation generale et importante, que le montagnes secondaires sont d'autant plus irregulieres et plus inclinees qu'elles s'approchent plus des primitives.

A la verite, quelque montagnes calcaires meme a de grandes distances des primitives ont ca et la des couches inclinees et meme quelquefois verticales; mais ces exception locales n'empechent pas qu'il ne soit vrai qu'en general, les bancs calcaires, que l'on trouve dans les plaines qui sont eloignees des hautes montagnes, ont leurs bancs ou horizontaux ou peu inclines; tandis, qu'au contraire, les montagnes qui s'approchent, du centre des grands chaines, n'ont que tres-rarement des couches horizontales, et presentent presque par-tout des couches fortement et divers.e.m.e.nt inclinees.

That is to say, that there is no place of the earth, however plain and horizontal in general may be the strata, in which examples are not found of this manner of disordering or displacing strata; at the same time they are more crested and more disordered in proportion to the mountainous nature of the country. Here is the proposition contained in that general observation of natural history; and this is a proposition which either naturally flows from the theory, or is perfectly consistent with it.

-- 360, a. Le rocher dont j'ai parle (-- 354) qui touche celui de la Dole, et qui porte le nom de Vouarne, est d'une structure singuliere.

Les bancs dont il est compose sont escarpes, les uns en montant contre le nord-est sous un angle de 40 a 50 degres; les autres en s'elevant contre le sud-est.

-- 361. En avant de ce rocher, du cote l'est, on en voit un autre d'une structure tres remarquable. Il a la forme d'un chevron aigu ou d'un lambda [Greek: L]. on le nomme, sans doute a cause de sa forme, le Rocher de fin Chateau. Les bancs dont il est compose sont tres inclines a l'horizon, et s'appuient reciproquement contre leurs sommites respectives. Les planches que l'on dresse en appui les unes contre les autres pour les faire secher, peuvent donner une idee de la situation de les bancs. Cette forme n'est pas rare dans ces rochers calcaires; mais elle est bien plus frequente encore, et plus decidee dans le rochers primitifs, comme nous le verrons dans la suite.